Spacecraft Charging 1st Edition Shu T Lai

Spacecraft Charging 1st Edition Shu T Lai
download
https://ebookbell.com/product/spacecraft-charging-1st-edition-
shu-t-lai-51376306
Explore and download more ebooks at ebookbell.com

Here are some recommended products that we believe you will be
interested in. You can click the link to download.
Fundamentals Of Spacecraft Charging Spacecraft Interactions With Space
Plasmas Shu T Lai
https://ebookbell.com/product/fundamentals-of-spacecraft-charging-
spacecraft-interactions-with-space-plasmas-shu-t-lai-51944666
Guide To Mitigating Spacecraft Charging Effects Henry B Garrett
https://ebookbell.com/product/guide-to-mitigating-spacecraft-charging-
effects-henry-b-garrett-4305296
Guidance Navigation And Control For Spacecraft Rendezvous And Docking
Theory And Methods 1st Edition Yongchun Xie
https://ebookbell.com/product/guidance-navigation-and-control-for-
spacecraft-rendezvous-and-docking-theory-and-methods-1st-edition-
yongchun-xie-23286828
Chinese Statecraft In A Changing World Demystifying Enduring
Traditions And Dynamic Constraints Jean Dong
https://ebookbell.com/product/chinese-statecraft-in-a-changing-world-
demystifying-enduring-traditions-and-dynamic-constraints-jean-
dong-53683940

Statecraft Strategies For A Changing World Epub Edition Thatcher
https://ebookbell.com/product/statecraft-strategies-for-a-changing-
world-epub-edition-thatcher-11974632
Spacecraft Operations 2nd Edition Florian Sellmaier Thomas Uhlig
https://ebookbell.com/product/spacecraft-operations-2nd-edition-
florian-sellmaier-thomas-uhlig-46272432
Spacecraft Lithiumion Battery Power Systems Thomas P Barrera
https://ebookbell.com/product/spacecraft-lithiumion-battery-power-
systems-thomas-p-barrera-48684422
Spacecraft Timothy Morton
https://ebookbell.com/product/spacecraft-timothy-morton-50226216
Spacecraft That Explored The Inner Planets Venus And Mercury Thomas
Lund
https://ebookbell.com/product/spacecraft-that-explored-the-inner-
planets-venus-and-mercury-thomas-lund-50723248

SpacecraftCharging

SpacecraftCharging
EDITED BY
Shu T. Lai
Senior Research Physicist
Space Vehicles Directorate
Air Force Research Laboratory
Hanscom Air Force Base, Massachusetts
Volume 237
Progress in Astronautics and Aeronautics
Frank K. Lu, Editor-in-Chief
University of Texas at Arlington
Arlington, Texas
Published by
American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.
1801 Alexander Bell Drive, Reston, VA 20191 4344

American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., Reston, Virginia
12345
Copyright#2011 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. All rights
reserved. Reproduction or translation of any part of this work beyond that permitted by Sections
107 and 108 of the U.S. Copyright Law without the permission of the copyright owner is unlawful.
The code following this statement indicates the copyright owner’s consent that copies of articles in
this volume may be made for personal or internal use, on condition that the copier pay the per
copy fee ($2.50) plus the per page fee ($0.50) through the Copyright Clearance Center, Inc., 222
Rosewood Drive, Danvers, Massachusetts 01923. This consent does not extend to other kinds of
copying, for which permission requests should be addressed to the publisher. Users should
employ the following code when reporting copying from the volume to the Copyright Clearance
Center:
978 1 60086 836 8/11 $2.50þ.50
Data and information appearing in this book are for informational purposes only. AIAA is not
responsible for any injury or damage resulting from use or reliance, nor does AIAA warrant that
use or reliance will be free from privately owned rights.
ISBN 978 1 60086 836 8

PROGRESS IN ASTRONAUTICS AND AERONAUTICS
EDITOR-IN-CHIEF
Frank K. Lu
University of Texas at Arlington
Because our society is so heavily dependent on satellites for many of the conven-
iences it expects such as GPS, mobile communications, weather maps, and so
forth, there is an expectation that these systems should function smoothly. The
challenge to the spacecraft community is to ensure that these expectations are
met. Thus, surviving the electromagnetic environment of space intact, with pro-
longed years of service, is of great concern in the design of spacecraft, perhaps
more so than of terrestrial systems. It is with this backdrop that I welcome this
newest volume to the Progress Series. Dr. Shu Lai, through the auspices of the
AIAA Atmospheric and Space Environment Technical Committee, has gathered
top experts to contribute their insights into the latest ideas on dealing with space-
craft charging. The contributions provide an overview of spacecraft charging, as
well as fundamental physics in an easy-to-understand form that will be useful
to all practitioners as well as newcomers in this ﬁeld.
EDITORIAL BOARD
David A. Bearden Gail A. Klein
The Aerospace Corporation Jet Propulsion Laboratory
John D. Binder Konstantinos Kontis
viaSolutions University of Manchester
Steven A. Brandt Richard C. Lind
U.S. Air Force Academy University of Florida
Jose´A. Camberos Ning Qin
U.S. Air Force Research Laboratory University of Shefﬁeld
Richard Curran Oleg A. Yakimenko
Delft University of Technology U.S. Naval Postgraduate School
Sanjay Garg Christopher H. M. Jenkins
NASA Glenn Research Center Montana State University
Eswar Josyula
U.S. Air Force Research Laboratory

TABLE OF CONTENTS
Preface...............................................xi
Acronyms and Abbreviations............................. xiii
Nomenclature........................................ xvii
Chapter 1 Overview of Surface and Deep Dielectric Charging on
Spacecraft........................................... 1
Shu T. Lai,U.S. Air Force Research Laboratory, Hanscom Air Force Base,
Massachusetts
1.1 Introduction . . .......................................... 1
1.2 Overview.............................................. 1
1.3 Historical Development.................................... 3
1.4 Some Spacecraft Charging Topics and Trends .................. 4
References . . ............................................... 13
Chapter 2 Incoming and Outgoing Electrons............... 19
Shu T. Lai,U.S. Air Force Research Laboratory, Hanscom Air Force Base,
Massachusetts
2.1 Introduction . . .......................................... 19
2.2 Fundamental Physics of Spacecraft Charging . ................. 19
2.3 Secondary and Backscattered Electrons ...................... 20
2.4 Current Balance......................................... 21
2.5 Outgoing Electrons: SEY and BEY Functions . . ................. 22
2.6 Recommendations . . ..................................... 24
2.7 Incoming Electrons: Maxwellian and Kappa Distributions . ........ 25
References . . ............................................... 26
Chapter 3 Spacecraft Charging, Arcing, and Sustained Arcs in
Low Earth Orbit...................................... 29
Dale C. Ferguson,U.S. Air Force Research Laboratory, Kirtland Air Force Base,
New Mexicoand G. Barry Hillard,NASA Glenn Research Center, Brookpark, Ohio
3.1 Introduction . . .......................................... 29
3.2 Environments .......................................... 31
3.3 Plasma Interactions . ..................................... 35
3.4 Mitigation Techniques.................................... 59
vii

3.5 Modeling.............................................. 65
3.6 Testing . ............................................... 68
References . . ............................................... 69
Chapter 4 Surface Discharge on Spacecraft................ 75
Mengu Cho,Kyushu Institute of Technology, Kitakyushu, Japan
4.1 Introduction . . .......................................... 75
4.2 Potential Gradient at Triple Junction......................... 75
4.3 Surface Differential Charging............................... 78
4.4 Inverted Potential Gradient ESD Inception Mechanism........... 81
4.5 Primary Arc Growth and Its Detrimental Effects................ 85
4.6 Secondary Arc on the Spacecraft Power System................ 87
4.7 Discharge Caused by Internal Charging ...................... 91
4.8 Conclusion............................................. 92
References . . ............................................... 93
Chapter 5 Spacecraft Charging Simulation................. 99
Mengu Cho,Kyushu Institute of Technology, Kitakyushu, Japan
5.1 Introduction . . .......................................... 99
5.2 Principles of Spacecraft Charging Simulation . ................. 99
5.3 Spacecraft Charging Simulation Codes . ..................... 103
5.4 Applications of Spacecraft Charging Simulations . . ............ 105
5.5 Numerical Techniques................................... 110
5.6 Validation............................................ 114
5.7 Key Points to a Good Charging Simulation Code and Further
Improvements ......................................... 117
5.8 Future Subjects........................................ 119
5.9 Conclusion............................................ 121
References . . .............................................. 121
Chapter 6 Spacecraft Charging in the Auroral Oval ......... 125
Lars Eliasson,Swedish Institute of Space Physics, Kiruna, Swedenand Anders I. Eriksson,
Swedish Institute of Space Physics, Uppsala, Sweden
6.1 Introduction . . ......................................... 125
6.2 Environment and Charging in the Auroral Region . ............ 125
6.3 Plasma Effects on Spacecraft in the Auroral Region ............ 128
6.4 Auroral Charging in Middle Earth Orbit . ..................... 128
6.5 Auroral Charging in Low Earth Orbit........................ 137
viii TABLE OF CONTENTS

6.6 Discussion and Conclusions for Future Missions............... 139
References . . .............................................. 140
Chapter 7 Internal Charging........................... 143
D. J. Rodgers and J. Sørensen,ESA/ESTEC, Noordwijk, The Netherlands
7.1 Introduction . . ......................................... 143
7.2 Mechanism . . ......................................... 144
7.3 Effects of Internal Charging ............................... 146
7.4 Spacecraft Anomalies................................... 148
7.5 Experiments in Space and on Ground . . ..................... 151
7.6 Space Weather Inﬂuences . ............................... 151
7.7 Material Dependence................................... 154
7.8 Geometric Effects . . .................................... 159
7.9 Simulation Tools....................................... 159
7.10 Mitigation . . ......................................... 162
7.11 Conclusion . . ......................................... 163
References . . .............................................. 164
Index.............................................. 169
Supporting Materials.................................. 179
TABLE OF CONTENTS ix

PREFACE
Spacecraft charging affects scientiﬁc measurements onboard spacecraft and poses
hazards to delicate electronic instruments. It may affect the telemetry and naviga-
tion systems. In severe cases, it may be destructive to the spacecraft. It is often
necessary to monitor the level of spacecraft charging on spacecraft for measure-
ment and safety purposes.
In recent years, it has been recognized that the sun controls the near-Earth
space weather. Under the inﬂuence of solar ejections, the space plasmas can
become hot and the space weather stormy. Indeed, space plasmas are dynamic.
The prediction of the varying space weather in near-Earth space is now a hot
research topic at NASA and research universities worldwide.
Once charging occurs, the ambient ions and electrons will take part in the
current balance, governing the exact spacecraft potential. When different parts
of a spacecraft charge to different potentials, potential barriers and wells can
form near the surfaces. In low Earth orbits, the spacecraft velocity exceeds the
average ambient ion velocity, thus forming wakes behind spacecraft. With emis-
sions of artiﬁcial electron beams or ion beams, a spacecraft can charge to high
potentials. Spacecraft charging in the Van Allen radiations belts involves high-
energy (million electron volts) electrons and protons penetrating into dielectric
materials. Cumulative ﬂuence of high-energy electrons and protons can cause
high internal electric ﬁelds, leading to sudden breakdowns. There are well-
tested mitigation techniques for spacecraft charging, but each one has its advan-
tages and disadvantages.
After some twenty years of development, spacecraft charging is now becoming
a ﬁeld of its own. Its importance in relation to the dynamic space weather, effects
on scientiﬁc measurements, and spacecraft anomalies is now recognized. Many
spacecraft will be launched in this millennium, and some will travel to the
moon, Mars, and other planets. The harsh environments will pose spacecraft char-
ging problems for spacecraft in the future. This ﬁeld is gaining momentum inter-
nationally as witnessed by the proliferation of sponsorships and organizations of
spacecraft charging technology conferences in recent years. More and more uni-
versities are teaching spacecraft charging. There is timely need for a state-of-the-
art book on the progress in various key aspects of spacecraft charging.
A few years ago, the AIAA Atmospheric and Space Environment Technical
Committee (ASETC) realized the need and importance for such a book. The
AIAA Atmospheric and Space Committee on Standards (ASECOS) approved
the book project with the book title,A Guide to Spacecraft Charging and Mitiga-
tion. As the book project evolved, two chapters were written by the volume editor
while the other ﬁve chapters were written by some of the top experts on various
key aspects of spacecraft charging. Eventually, AIAA decided that this book
should be titled asSpacecraft Charging.
xi

This book is written assuming that the readers have no or little background in
the ﬁeld of spacecraft charging in space plasma environments and particle inter-
action physics. It is our primary intention thatSpacecraft Chargingwould serve as
a guide and a reference in the ﬁeld.
Shu T. Lai
Hanscom Air Force Base, Massachusetts
August 2011
xii PREFACE

ACRONYMS AND ABBREVIATIONS
AFRL U.S Air Force Research Laboratory
APSA advance photovoltaic solar array
BEY backscattered electron yield
CFRP carbon-ﬁber-reinforced plastic
CHAWS charging hazards and wake studies
CME coronal mass ejection
CRRES Combined Release and Radiation Effects Satellite
DDC deep dielectric charging
DICTAT Dielectric Internal Charging Threat Assessment Tool
DMSP Defense Meteorological Satellite Program
EAPU electric auxiliary power unit
ELF electron emitting ﬁlm
EM electromagnetic
EMI electromagnetic interference
EMU extravehicular maneuvering unit (spacesuit)
EOIM effects of oxygen interaction with materials
EOS-AM1 Earth-observing system—Morning Side number 1 (renamed
Terra after launch)
EPSAT Environmental Power System Analysis Tool
ESADDC European Space Agency Deep Dielectric Charging
ESD electrostatic discharge
ESTEC European Space Research and Technology Centre
Eureca European retrievable carrier
EUV extreme ultraviolet
EVA extravehicular activity
EWB Environments WorkBench
FEF ﬁeld enhancement factor
FPP ﬂoating potential probe
GEANT4 geometry and tracking
GEO geosynchronous Earth orbit
GES geospace environment simulation
GRC Glenn Research Center
GTO geostationary transfer orbit
GUI graphical user interface
IDM internal discharge monitor
IPG inverted potential gradient
IRI International Reference Ionosphere
ISS International Space Station
ITAR International Trafﬁc-in-Arms Regulations
ITO indium tin oxide
ITS integrated Tiger Series
xiii

LANL Los Alamos National Laboratory
LDEF long-duration exposure facility
LEO low Earth orbit
LHC Large Hadron Collider
MEMS microelectromechanical systems
MEO middle Earth orbit
MET Marshall Engineering Thermosphere
MIRIAD Module Integrator and Rule-Based Intelligent Analysis Database
MLT magnetic local time
MSFC Marshall Spaceﬂight Center
MSIS mass spectrometer incoherent scatter
NASCAP NASA Charging Analyzer Program
NASCAP-2K NASA/Air Force Spacecraft Charging Analyzer Program
NOAA National Oceanographic and Atmospheric Administration
NPG normal potential gradient
NSA nonsustained arc
OML orbital motion limited
PAS-6 Space Systems/Loral Commercial communications satellite
PASP Plus photovoltaic array space power plus diagnostics
PCU plasma contactor unit
PEO polar Earth orbit
PIC particle in cell
PIM plasma interactions model
PIX Plasma Interactions Experiment
PIX-II Plasma Interactions Experiment – II
PMAD power management and distribution
PMG plasma motor generator
ProSEDS Propulsive Small Expendable Deployer System
PSA permanent sustained arc
PT particle tracking
RC resistance-capacitance
RCS reaction control system (attitude thrusters)
RIC radiation-induced conductivity
RTV room-temperature vulcanized rubber
SAMPIE Solar-Array Module Plasma Interactions Experiment
SCATHA spacecraft charging at high altitudes
SEC surface emission cathode
SEY secondary electron yield
SMP symmetric multiple processor
SPEAR space power experiments aboard rockets
SPENVIS European Space Agency Space Environment Information System
SPIS Spacecraft Plasma Interaction System
SREM standard radiation environment monitor
SS Space Systems
xiv ACRONYMS AND ABBREVIATIONS

SSULI Special Sensor Ultraviolet Limb Imager
Tempo-2 Space Systems/Loral Commercial Communications Satellite
TSA temporary sustained arc
TSS tethered satellite system
TSS-1R tethered satellite system—ﬁrst reﬂight
USAF U.S. Air Force
UV ultraviolet
ACRONYMS AND ABBREVIATIONS xv

NOMENCLATURE
Item Deﬁnition
A surface area, m
2
; coefﬁcient in the backscattered electron formula
A
bodytotal surface area of satellite body, m
2
Apaneltotal area of solar panel, m
2
A
patcharea of insulator patch, m
2
a straggle distance
B coefﬁcient in the backscattered electron formula; magnetic ﬁeld, T
C capacitance; coefﬁcient in the backscattered electron formula
C
cg capacitance per unit area of coverglass with respect to spacecraft
body, F/m
2
C
d capacitance per unit area of insulator surface with respect to spacecraft
body, F/m
2
C
sat capacitance between satellite body and plasma, F
D radiation dose rate, Gy/s
d thickness; insulator thickness, m
E primary electron energy; electric ﬁeld, V/m
E
e electron incident energy, eV
E
max primary electron energy at which the secondary electron yield is
maximum
E
0 parameter specifying the enhancement fall-off rate ofh, which is
material speciﬁc
E
2 second crossing energy ofd(E)
e charge of the electron; 1.610
19,
C
f(E) electron velocity distribution expressed in terms of electron energy
I current, A
I
a active emission current, A
I
be backscattered electron current, A
I
c leak current from an insulator surface, A
I
e ambient electron current, A
I
e(f) electron current as a function of surface potentialf
I
i ambient ion current, A
I
i(f) ion current as a function of surface potentialf
Iph photoelectron current, A
I
se electron-induced secondary electron current, A
I
si ion-induced secondary electron current, A
J ﬂux
J
k ﬂux with subscriptklabeling the type of ﬂux
J
0 electron thermal current density, A/cm
2
j current density
j
be backscattered electron current density, A/m
2
jc leakage current density through the insulator, A/m
2
xvii

je ambient electron current density, A/m
2
j
es electron-induced electron current density, A/m
2
j
oe electron current density in the far ﬁeld, A/ m
2
joi ion current density in the far ﬁeld, A/m
2
jph photoelectron current density, A/m
2
js leakage current density through the insulator, A/m
2
jsi ion-induced electron current density, A/m
2
k Boltzmann’s constant, 1.3810
23
,J/K
l length, m
m electron mass
m
e electron mass, 9.110
31
,kg
m
i ion mass, kg
n electron density
n, Nnumber density, cm
3
or m
3
n
e electron density, m
3
n
i ion density, m
3
P power, W
Q electric charge
q charge, C
q
e electron charge
q
i ion charge
R sphere radius, m; range; resistance
R
s surface resistivity,V/sq
S stopping power
s parameter of surface condition
T electron temperature
T
e electron temperature (kT
ein eV or K)
T
i ion temperature (kT
iin eV or K)
T

critical electron temperature for the onset of spacecraft charging
V voltage or potential, V
V
a solar-array generating voltage, V
V

critical voltage
v electron velocity; velocity, m/s
a exponent in the Mott–Smith Langmuir attraction term
b energy
b

critical energy
gee secondary electron emission yield
DV differential voltage, V
D
h additional term for modifying the BSY formula of [2] from Chap. 2
d secondary electron yield (also called secondary electron emission
coefﬁcient)
d
F dformula of Furman [12] from Chap. 2
dK dformula of Katz et al. [9] from Chap. 2
dL dformula of Lin and Joy [11] from Chap. 2
xviii NOMENCLATURE

dm maximum value ofd(E)
d
max maximum value of secondary electron yield
d
S dformula of Sanders and Inouye [7] from Chap. 2
dSZ dformula of Scholtz [10] from Chap. 2
1 permittivity
1
o dielectric constant of vacuum, 8.8510
12
, F/m
h backscattered electron yield
h
K backscattered electron yield of Katz et al. [9] from Chap. 2
u electron incident angle, rad
l
D Debye length, m or cm
r charge density, C/m
2
rb bulk material resistivity of insulator,Vm
s electrical conductivity, 1/V/m
so dark conductivity, 1/V/m
t time constant
f spacecraft surface potential, V
fcg coverglass potential, V
fd insulator potential, V
fs sphere potential, V
fsc spacecraft body potential, V
w potential, V
NOMENCLATURE xix

CHAPTER 1
Overview ofSurface and Deep
Dielectric Charging onSpacecraft
Shu T. Lai

U.S. Air Force Research Laboratory, Hanscom Air Force Base, Massachusetts
1.1 INTRODUCTION
Spacecraft charging electrostatic discharge (ESD) has caused by far the most
environmentally related anomalies on spacecraft. Surface charging and deep
dielectric charging have caused the most serious anomalies, that is, those that
have resulted in the loss of mission [1] (see Fig. 1.1). ESD encompasses both
surface and internal charging. The effects of ESD are a combination of the electron
environment and its interaction with speciﬁc spacecraft surfaces and components.
1.2 OVERVIEW
There is no single technology that is particularly susceptible to ESD. ESD has two
types of effects, that is, current ﬂow through wires to sensitive instruments and
electromagnetic (EM) wave interference to telemetry. Therefore, sensitive instru-
ments and telemetry are susceptible to ESD. There is no single technology that
mitigates all ESD conditions. A variety of mitigation techniques [2] exist.
Although the basic principles for most ESD mechanisms have been known for
nearly 20 years, much more research is needed to better understand spacecraft
charging and ESD. Surface and payload design should take expected levels of elec-
tron accumulation into account and mitigate them in the context of particular
design susceptibilities and mission exposure.
Surface charging can generally be mitigated with careful attention to ground-
ing design or by means of emission of ions, plasma, or polar molecules [3]. Deep
dielectric charging can be mitigated to some extent by using materials of ﬁnite
conductivity. Filters can be used for minimizing electromagnetic wave interfer-
ence. Even with adequate design techniques, ESD can cause problems if the trig-
gering events are larger than expected, or if surface damage is sustained from
either the launch environment or on-orbit debris or meteorites.

Senior Research Physicist, Space Vehicles Directorate, 01731. Associate Fellow AIAA.
This material is a work of the U.S. Government and is not subject to copyright protection in the United States.
1

The capability of forecasting environmental conditions that can lead to an
ESD event is a separate consideration. Internal charging in dielectrics often
occurs one to several days after a major magnetic storm. Hence, the storm
itself is a warning that a high level of energetic (MeV) electrons might be
present in the radiation belts. Efforts to do these predictions have been
undertaken using linear prediction ﬁlters and neural networks. These methods
for predicting storms are inadequate because they assume a stationary time
series.
For predicting signiﬁcant magnetic storms, it is necessary to observe and
predict the weather on the sun, which controls the space weather of the Earth.
If a twisted magnetic ﬁeld conﬁguration, sigmoid signature, shows up on the
sun, it is possible that a coronal mass ejection (CME) might erupt in a few
hours [4]. A CME arrival at the Earth’s magnetosphere can cause rapid increase
of energetic (MeV) electrons, which in turn can cause internal charging.
Hardening of the ambient electron energy spectrum causes surface charging.
A surge in the incoming electron ﬂux [5] of about 20 to 40 keV and a rise of the
ambient electron temperature [6–11] above a critical value of about a few kilo-
electron volts, depending on the surface material, are manifestations of electron
spectrum hardening signaling the onset of spacecraft surface charging. More on
this topic will be discussed in Sec. 1.4.3.
Differential charging typically occurs over seconds to minutes depending on
the capacitances involved. CapacitanceCdepends on the surface areaA, the
permittivity1, and the thicknessdof the material between surfaces (C1A/d).
For a given surface size and material, it is the thickness that controls the capaci-
tance. Most of the undesired effects of ESD include physical damage to sensitive
FIG. 1.1 Missions terminated due to the space environment (data taken from [1]). Most
missions terminated are due to surface and deep dielectric ESD.
2 S. T. LAI

electronics and electromagnetic wave or pulse generation. The magnitude of an
ESD depends on the energy
bstored in a capacitanceC:
b¼
CV
2
2
¼
1AV
2
(2d)
(1:1)
The critical energy
b

above which damage can occur depends on the speciﬁcs
of the system involved. Lacking any speciﬁcs, a value of
b

at 10 mJ is advised. For
each value of
b

, one can plot the critical voltageV

as a function of the thickness
d. Very thin (smalld) dielectric layers sandwiched between conducting surfaces
are often sources of high-energy ESD. Thin thermal blankets have been repeatedly reported as sources of ESD-induced anomalies on satellites [1].
Leaky dielectrics, proper grounding, and shielding can be used to reduce the
possibility of internal charging. Internal discharge occurs when the critical electric ﬁeldE

reaches 10
6
to 10
8
V/m depending on the material [12]. To mitigate inter-
nal charge buildup, the best way known to date is to use materials that are partially conducting. One needs a nonconducting material for insulation purposes, but, on the other hand, one needs to have ﬁnite conductivity to avoid buildup of internal charge. The tradeoff depends on the requirement of the system. Another method for mitigating internal charging is to use shielding. Ions and electrons of different
energies penetrate into materials to different depths [12]. Shielding can prevent
electrons or ions below a certain desired energy from reaching an instrument.
There is a tradeoff: too much shielding can blind the instruments.
There is yet another method, that is, using thin materials or instruments so that
high-energy electrons or ions pass completely through, without leaving behind much
deposit inside. It is difﬁcult, but possible, to build instruments that are very thin.
1.3 HISTORICAL DEVELOPMENT
Tree rings indicate the history of tree growth over the years. The Spacecraft Char-
ging Technology Conferences can be regarded as a kind of tree ring reﬂecting the
growth of this ﬁeld.
The ﬁeld of spacecraft charging was practically nonexistent before the
mid-1970s. It began to take shape with the First Spacecraft Charging Technology
Conference, sponsored by U.S Air Force Research Laboratory (AFRL) and NASA
and held at the U.S. Air Force Academy, Colorado Springs, Colorado, in 1978.
AFRL and NASA have been sponsors of each of the Spacecraft Charging Technol-
ogy Conference ever since.
The ﬁrst four conferences were all held at the U.S. Air Force Academy in
Colorado. The ﬁfth one was at the Naval Postgraduate School, Monterey, Califor-
nia. The sixth was at AFRL, Hanscom Air Force Base, Massachusetts. The seventh
conference began a tradition of rotating international sponsorship. The European
Space Agency Technology Centre’s (ESTEC) sponsorship of the Seventh Confer-
ence, held in Noordwijk, the Netherlands, set a signiﬁcant milestone in the history
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 3

of the conference series, making it a truly international event. The eighth confer-
ence was at the NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama. The
ninth conference was held at Tsukuba, Japan, in 2005. Each one of the conferences
in the series has been a great success. The topical discussions have greatly helped
in making progress in the ﬁelds of spacecraft charging, spacecraft interactions, and
related research areas. The tenth conference in this series was held in Biarritz,
France, in 2007.
For the ﬁrst time, the papers presented at a Spacecraft Charging Technology
Conference were submitted toIEEE Transactions on Plasma Scienceand were
published, after a rigorous referee process, in a special issue in Oct. 2006. The
second in this series of Spacecraft Charging Technology Conference publications
was published in the same journal, Oct. 2008.
1.4 SOME SPACECRAFT CHARGING TOPICS AND TRENDS
We will discuss some spacecraft charging topics and research trends in various
areas in what follows. Critical comments in some areas are offered.
1.4.1 SPACECRAFT AS A LANGMUIR PROBE
In the early years of spacecraft charging research, much attention was on the
uniform charging of a spherical spacecraft. It was realized that a spacecraft in a
space plasma behaves like a Langmuir probe. In the laboratory, the voltage
applied to a Langmuir probe causes the currents collected to vary in response.
In space, the ambient currents cause the spacecraft voltage to vary in response.
Laframboise and Parker [13] did analytical and numerical work on current
collection by a Langmuir probe; their work was applicable to spacecraft charging
studies. Whipple [14] studied potential barriers by using the ATS-5 and ATS-6
satellites. There was not much other satellite charging data available until 1979.
1.4.2 SCATHA SATELLITE
In 1979, AFRL and NASA launched the Spacecraft Charging at High Altitudes
(SCATHA) Satellite, which was dedicated to spacecraft charging research at geo-
synchronous altitudes. SCATHA carried instruments for several different exper-
iments on board. The launch was monumental, for it ushered in the dawn of
spacecraft charging studies.
The SCATHA results agreed fairly with the general concept and understand-
ing of spacecraft charging at that time. The charging level of SCATHA at geosyn-
chronous altitudes was higher during geomagnetic storms than during quiet time.
For the ﬁrst time, voltage measurements of four different materials, isolated on the
same spacecraft, conﬁrmed the existence of differential charging [15].
Olsen et al. [16] studied the SCATHA data and found evidence of potential
barriers and potential wells on the differentially charged spacecraft. They also
4 S. T. LAI

studied effects of electron and ion-beam emissions. SCATHA was equipped with
electron and ion guns (or beam emitters). Emitting the beams at various known
beam energies and currents during geomagnetic conditions characterized bykp
(geomagnetic activity index), which was also known, provided excellent case stud-
ies of spacecraft charging. These case studies revealed much underlying physics
governing spacecraft charging during charged particle beam emissions [3, 17–20].
Spacecraft surface charging is caused by the surface interaction with the
plasma up to a few tens of kiloelectron volts in energy [21]. The broad advances
by the many researchers using the SCATHA data have established spacecraft
charging as a ﬁeld of its own. Some of the salient features in the SCATHA research
results have been surveyed by Mizera [22].
1.4.3 ONSET OF SPACECRAFT CHARGING AT GEOSYNCHRONOUS ALTITUDES
Hardening of the ambient electron energy spectrum causes spacecraft surfaces to
charge to negative voltage. Hardening an electron spectrum means increasing the
higher-energy electron population. Two typical phenomena have been observed at
the onset of spacecraft charging. They are 1) rising ambient electron ﬂux in the
20–40 keV range and 2) rising ambient electron temperature. Rising electron
ﬂux during a severe charging event observed on the SCATHA satellite has been
documented [5]. Critical ambient electron temperatureT

[6–10] has theoretical
foundation, and new evidence of the existence ofT

has been documented
recently [11, 23] (see Table 1.1).
Current balance determines the surface potential. Because electrons are much
faster than ions, the ambient electrons, not the ions, are the players determining
the onset of spacecraft charging to negative voltages. Incoming ambient electrons
generate outgoing (secondary and backscattered) electrons from the surface. For
low-energy incoming ambient electrons, the number of outgoing electrons
exceeds that of the incoming electrons, depending on the surface material. The
high-energy ambient electrons are responsible for spacecraft charging. The two
electron populations compete with each other. Therefore, when the ambient elec-
tron distribution hardens, spacecraft charging occurs.
In a Maxwellian plasma distribution, increasing the higher-energy electron
population raises the electron temperatureT. Obviously, there must exist a critical
temperatureT

above which the higher electron population wins the competition
and spacecraft charging to negative voltage occurs.
Observations have shown that in geosynchronous orbit (GEO) conditions, the
onset of spacecraft charging occurs at the critical temperature of the plasma elec-
trons. Below it, there is no charging; above it, the charging level increases with the
electron temperature. This handy parameter, critical temperature, can be useful
for predicting surface charging in the geosynchronous environment, where
most communication and surveillance satellites are and where the space plasma
varies rapidly from a few electron volts to tens of kiloelectron volts in minutes
or hours. Note that the numerical results of the critical temperature as well as
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 5

the spacecraft potential depend on the secondary and backscattered electron
coefﬁcients [24], which can be affected by the surface condition—smoothness,
contamination, and surface temperature.
For ambient electron distributions deviating from a Maxwellian distribution,
analytical solutions of the critical temperature formulation are generally difﬁcult.
Numerical calculations are possible. For the kappa distribution [25, 26], one can
calculate the critical kappa temperature. Because the kappa temperature is related
to the Maxwellian temperature, one can then calculate the corresponding critical
temperature in the Maxwellian sense. Harris [27] has calculated the kappa temp-
erature for a number of spacecraft charging onset cases using the Los Alamos
National Laboratory (LANL) geosynchronous satellite data. He concluded that,
at the onset, the critical Maxwellian temperature deduced from the critical
kappa temperature is not signiﬁcantly different from that obtained from the
Maxwellian model directly. For high-level charging well beyond the onset, the
kappa distribution can become signiﬁcantly different from being Maxwellian.
However, the concept of temperature is undeﬁned for arbitrary distributions.
In the theoretical framework of Maxwellian plasmas, the two phenomena,
1) rising electron ﬂux in a range of about 20–40 keV and 2) rising electron
TABLE 1.1 CRITICAL TEMPERATURET

FOR THE ONSET OF SPACECRAFT CHARGING AT
GEOSYNCHRONOUS ALTITUDES (DATA FROM [7])
Material Critical TemperatureT

, keV
Isotropic Normal
Magnesium 0.4 —
Aluminum 0.6 —
Kapton 0.8 0.5
Aluminum oxide 2.0 1.2
Teﬂon
TM
2.1 1.4
Copper-beryllium 2.1 1.4
Glass 2.2 1.4
Silicon oxide 2.6 1.7
Silver 2.7 1.2
Magnesium oxide 3.6 2.5
Indium oxide 3.6 2.0
Gold 4.9 2.9
Copper-beryllium (activated) 5.3 3.7
Magnesium ﬂuoride 10.9 7.8
6 S. T. LAI

temperature beyond a critical temperatureT

, are consistent with each other [28].
However, method 1 is purely empirical, as it neglects surface material properties,
whereas method 2 is "rigorous," within the Maxwellian approximation. The
advantage of method 1 is simplicity, but the disadvantage is that sometimes it
can produce "false positives," that is, the method always gives a surge in ﬂux for
large temperatureT, but ifTis less thanT

, there is no charging. The two
methods are not equivalent, unlessTexceedsT

.
1.4.4 LANL GEOSYNCHRONOUS SATELLITES
At the turn of this century, the Los Alamos National Laboratory (LANL) geosyn-
chronous satellite charging data became available. These were coordinated
measurement data of the charging voltage, ambient electron temperature, local
time, magnetic ﬁeld, altitude, etc. They enabled new progress in spacecraft char-
ging. For example, the data showed the existence of a critical temperature for the
onset of spacecraft charging [11, 23].
There are shortcomings in the LANL data. The surfaces materials are not
given, making accurate quantitative veriﬁcation of spacecraft charging theories
impossible. Also, the surface potential measurements data were obtained at one
spot only. The location of the spot is not given. If there were many spots at
known locations distributed all over the satellite, the data obtained would allow
better veriﬁcation of monopole-multipole distributions [29], bootstrap charging
[30–33], satellite spin effects [34], sunlight and shadow effects [35], etc.
1.4.5 SPACECRAFT CHARGING IN THE IONOSPHERE
Spacecraft charging occurs not only at geosynchronous altitudes. It is most impor-
tant there, as a consequence of the high-temperature plasmas during adverse space
weather. However, spacecraft charging also occurs in the ionosphere, but generally
at insigniﬁcantly lower voltages. The space shuttle has never experienced natural
charging beyond a volt. Low-altitude spacecraft charging can occur in the wake of
shields or with the operation of tethers. The Tethered Satellite System (TSS-1R)
experiments and their results have been published [36]. Charging in the iono-
sphere can be induced by emission of artiﬁcial charged particle beams or by the
presence of exposed high-voltage conductors. Wake charging has been conﬁrmed
by satellite experiments in the ionosphere [37]. TSS-1 and TSS-1R showed that a
large vehicle could be charged in low Earth orbit (LEO) byvxB.leffects, and
unfortunately TSS-1R was destroyed by arcing as a result of its charging [38].
More on ionospheric spacecraft charging will be given in Chapter 3.
1.4.6 AURORAL CHARGING OF SPACECRAFT
Charging at auroral altitudes can occur. The Swedish Freja satellite has reported
observations conﬁrming such events [39], and auroral charging on ISS has
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 7

recently been conﬁrmed. During inverted-V events, the satellite traversing the
auroral ﬁeld lines experienced surface potentials [40] surging to negative hun-
dreds of volts or even kilovolts. These results suggest that charging in the
auroral altitudes is hazardous and should not be taken lightly.
There are shortcomings of the Freja experiments [39]. For example, there was
no measurement of the directions of the incoming ambient electrons and ions.
The electrons and ions in that region are greatly affected by the converging mag-
netic ﬁeld lines and the double-layer electric ﬁelds so that the incoming angles are
nonisotropic. It would also be useful if there were instruments measuring the exact
electron and ion distributions. With the knowledge of incoming angles and charge
distributions, the researchers would be able to verify the existing charging theories
with the observational results and perhaps even come up with new physical mech-
anisms to interpret the charging interactions. More on auroral charging will be
given in Chapter 6.
1.4.7 COMPUTATIONS AND SIMULATIONS
The ﬁrst comprehensive computational software for spacecraft charging research
support was NASCAP [41–43] developed by Katz et al. [41], Mandell et al. [43],
Stannard et al. [42], and their group, with the support by AFRL and NASA. The
1981 version had many limitations. Since 1981, there have been several variations,
such as the NASCAP/Leo and the POLAR. The NASCAP-2K is a complete revi-
sion without the zero potential boundary assumption of the original NASCAP. It
is probably the most comprehensive and best validated software for spacecraft
charging computations at this time [44]. Unfortunately, NASCAP-2K is export
controlled and cannot be shared with non-U.S. citizens.
The Environments WorkBench (EWB) tool [45] (data available online at
http://see.msfc.nasa.gov/ee/model ewb.htm) of NASA, a steady-state LEO mod-
eling code for ﬁrst-look LEO charging, has been used for modeling ISS [46] and
other LEO spacecraft charging. An outgrowth of EWB, called PIM (plasma inter-
actions model) is the ofﬁcial International Space Station (ISS) tool for charging
by the high-voltage solar arrays (data available online at http://www.nasa.gov/
mission pages/station/science/experiments/Plasma Interaction Model.html).
The software SPIS (Spacecraft Plasma Interaction System) [47, 48] is being
developed for calculating spacecraft surface charging in complex surface geome-
tries. SPIS will compete with NASCAP-2K. User and developer documentations
are available. The software is free. To access the software, the user needs to register
for an account.
MUSCAT (Multi-Utility Spacecraft Charging Analysis Tool) [49] is a
particle-in-cell code with particle tracking capabilities. The software uses parallel
computation techniques for fast computation. It has good potential to rival
NASCAP-2K, SPIS, and more. The software is available commercially.
It would be appropriate in the future to compare the effectiveness of the
various computer models, or software codes, developed with different approaches.
8 S. T. LAI

More on computer code for spacecraft surface charging will be given in
Chapter 5. Computer models for deep dielectric charging will be discussed in a
later section.
1.4.8 LABORATORY MEASUREMENTS
In recent years, there have been advances in two areas of laboratory measurements
in spacecraft charging. One area concerns measuring the secondary electron emis-
sion coefﬁcient of various surface materials [50]. This is an important area because
the secondary electron emission coefﬁcient is central in determining the net elec-
tron current received by spacecraft surfaces. More comments on secondary and
backscattered electrons will be given in Chapter 2.
Two critical comments on secondary electron yield are as follows. First, it is
difﬁcult to separate the secondary electrons from the backscattered electrons.
Each of them has its own coefﬁcients and its own energy range. Second, secondary
electron yield depends on the surface condition. In another but related problem,
photoelectron yield also depends on the surface condition. All outgoing electron
currents, including secondary and backscattered electrons and photoelectrons, are
very much affected by the local surface potentials. A small potential barrier of a
few volts is sufﬁcient to block many of the outgoing electrons [30–35].
Another area of laboratory measurements is in the study of charging, dis-
charging, and avalanche arcing in coupons of solar cells. This area is very impor-
tant because this is the only way to reveal the underlying physics and mechanisms
in the solar-panel failures under space-like environments. Boeing, Utah State Uni-
versity, NASA Glenn Research Center (GRC) and Marshall Spaceﬂight Center
(MSFC), and others in Japan and France are active in this area (seeIEEE Trans-
actions in Plasma Science, special issues Oct. 2006 and Oct. 2008).
A shortcoming of this type of research is that it has been too system oriented.
For example, although it is signiﬁcant to discover [51, 52] that the entire solar
array discharges instead of part of the array only, the result might be system
speciﬁc. In other words, if one changes the geometric arrangement of the solar
cells, the results might be different. What one should seek is the basic physics,
whenever one can. Papers by Vayner et al. [53, 54] are aimed at determining
the basic physics involved.
Solar-panel arcing research activities are surging in Japan and France (for
example, see [55–57]). The researchers in the United States, Japan, and France
are very careful in distinguishing the characteristics of the initiation of arcs, the
development of arcs, secondary arcs, sustaining arcs, and the avalanche ionization
in arcing (for example, see [55–57]).
A shortcoming of this type of research is, again, too system oriented. Although
it is useful to discover that there exists a critical voltage, say 500 V for initiating
arcing in GEO, the critical voltage is a function of the distance of separation.
What one should seek is the critical electric ﬁeld and a list of coordinated
parameters, enabling one to estimate whether Townsend’s condition, which is
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 9

more basic, for avalanche ionization is to occur. In cases where the separation is
poorly deﬁned, however, such as at the edges of solar cells, models must be used
along with the system-dependent measurements to determine the critical electric
ﬁelds. More on discharges will be given in the Chapter 4.
1.4.9 DEEP DIELECTRIC CHARGING
While the entire spacecraft charging community was paying attention to surface
charging in the early 1980s, Robb Frederickson of AFRL was the lonely voice
advocating deep dielectric charging (DDC). The natural ﬂuxes of the ambient
electrons and ions responsible for surface charging are orders of magnitude
higher than those for deep dielectric charging. Surface charging responds
almost instantaneously to the ambient ﬂux temperature and can be easily
measured. Deep dielectric charging is difﬁcult to measure. The charges penetrated
deep inside dielectrics accumulate over time, even though the surface voltage due
to the deep charges can be very low.
The deep charges can stay inside insulators for many months (Frederickson,
personal communication, 2000), and, as a result, build up strong electric ﬁelds.
For cold dielectrics, the conductivity is much lower than for normal temperatures,
and charges can build up for months or years. If the electric ﬁeld exceeds a critical
value depending on the material, dielectric breakdown (and therefore possible
spacecraft anomalies) would occur. Violet and Frederickson [58] studied the
spacecraft anomalies that occurred on the Combined Release and Radiation
Effects Satellite (CRRES) in the radiation belts (i.e., the van Allen Belts), a deep
dielectric charging space environment. Indeed, they found that anomalies
occurred from time to time, but the surface potential measured during the
anomalies was very low. The only physical explanation suggested [59] is that
the electric ﬁelds of the deep charges are balanced by that of the charges of the
opposite sign attracted to the shallow depth near the surface so that the total exter-
nal electric ﬁeld is nearly zero.
Another signiﬁcant discovery [60] is the observation that an insulator irra-
diated by high-energy electrons in the laboratory emits plasmas and neutral
gas. Obviously, the neutral gas emitted would help sustain arcs by electron-impact
ionization, if arcing occurs.
Again, instead of obtaining results in system-speciﬁc cases only, one needs
more systematic and basic studies in order to understand and interpret the phys-
ical mechanisms involved in various processes such as radiation-induced gas
emissions, plasma emissions, and ionization chain reactions in sustained arcs.
In recent years, the Japan and French research teams have been successful in
using acoustic methods for measuring in the laboratory the depth of the charge
layer deposited by megaelectron-volt electron beams into dielectrics (for
example, see [61]).
Deep dielectric charging should receive much more attention because it can
cause internal damage to instruments located not only on spacecraft surfaces
10 S. T. LAI

but also behind some spacecraft walls. Indeed, spacecraft anomalies in the radi-
ation belts often occur during, or shortly after, high ﬂuences of killer electrons
[62–64] at high energies (MeVs). More on deep dielectric charging and spacecraft
anomalies will be given in Chapter 7.
1.4.10 COMPUTATION AND SIMULATION FOR DDC
The ITS (Integrated Tiger Series) software uses Monte Carlo methods to calculate
penetration of electrons, ions, and photons into materials (data available online at
http://rsicc.ornl.gov/codes/ccc/ccc4/ccc-467.html). The software has very sophisti-
cated capabilities and not only for calculating deep dielectric charging on space-
craft. ITS has been adopted in the software ESADDC (European Space Agency
Deep Dielectric Charging) for calculating deposition and leakage of charges
in dielectrics.
The DICTAT (Dielectric Internal Charging Threat Assessment Tool) [65, 66]
software uses analytical equations for calculating currents and electric ﬁelds (data
available online at http://www.space.qinetiq.com/idc/dictat2 sum v0.0.pdf). It
can assess the likelihood of dielectric breakdown on spacecraft. It has been
adopted in the SPENVIS (European Space Agency Space Environment Infor-
mation System) software of ESA for spacecraft deep dielectric charging
calculations (data available online at http://www.spenvis.oma.be/spenvis/help/
background/charging/dictat/dictatman.html).
The GEANT4 (Geometry and Tracking) software [67] uses Monte Carlo
methods to simulate high-energy particle penetration into materials with many
nuclear and high-energy particle interactions involved (data available online at
http://geant4.web.cern.ch/geant4/). It is already useful in nuclear medicine and
high-energy particle penetration areas. It is gaining popularity for simulating
space radiation shielding and deep dielectric charging.
1.4.11 MITIGATION METHODS
There are mitigation methods for surface charging (Table 2). Active methods such
as emitting electrons using electron guns, sharp spikes, or hot ﬁlaments are well
known. Ironically, emitting a positive ion beam from the SCATHA satellite
reduced the negative voltage level effectively [2]. Plasma emission [68] is the
best active mitigation method known to date. When plasma is emitted from a
high negatively charged spacecraft, the electrons escape while the positive ions
return to the highly charged spots [3]. In recent years, ion emission has been
used successfully for mitigation or for keeping the spacecraft potential at a
desired level [69].
Passive methods do not require active controls. An example is using surface
materials of high secondary emission coefﬁcients. This method, relying on sec-
ondary electron emission, is of limited value because whenever the ambient elec-
tron distribution hardens, or the electron temperature exceeds a critical value
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 11

depending on the surface material, charging would occur. Field emission from
autonomous devices, such as sharp cones, can remove excess electrons from
those spacecraft surfaces connected to the devices. In recent years, some
notable advances in the development of ﬁeld emission devices include the
surface emission cathode (SEC) [70, 71] and the electron emitting ﬁlm (ELF)
[72]. An advantage of the ﬁeld emission method is that it is passive and needs
no command from the ground. Emitting electrons from a conducting surface con-
nected to the device can reduce the negative voltage of the surface but cannot do
so for surfaces electrically isolated from the emitting surface. Thus, the result
might be differential charging. In differential charging, both the magnitude and
the direction of the potential gradient are important. If the potential of a conduct-
ing surface is positive relative to that of its dielectric neighbor, the situation is
called a normal gradient. Conversely, if the potential of the conducting surface
is relatively negative, the situation is called an inverted gradient. A discharge is
more probable in an inverted gradient because an electron current is easier to gen-
erate from a conducting surface than from a dielectric one.
Partially conductive paint such as indium oxide also helps. However, a
uniform paint all over a spacecraft for avoiding differential charging would
cover up the instruments and solar arrays, which are the eyes, ears, and mouth
of the spacecraft. A critical overview of some spacecraft charging mitigation
methods is given in [2].
Plasma contactors (Special issue,Geophysical Research Letters, Vol. 25, Nos.
4–5, 1998) are useful for mitigating voltage of both signs in the lower ionosphere.
Positive voltage charging can occur when electrons are drawn from one part of a
large spacecraft to another, from one end of a tether to the other, or from an arti-
ﬁcial electron beam device. Negative charging on the ISS [46] is routinely miti-
gated during extravehicular activity (EVA) operations by the use of a plasma
contactor. Plasma contactors have also been used on geosynchronous (GEO)
spacecraft. A critical overview on some spacecraft charging mitigation techniques,
including plasma contactor, for ISS is given [73].
For deep dielectric charging, there is no good mitigation method at this time.
Three approaches have been used. One approach is to use shields. Indeed, shields
can block high-energy electrons and ions from reaching sensitive instruments.
However, covering up the eyes, nose, and ears is not a desirable way for conduct-
ing space observations and measurements. Another approach is to use very thin
electronics, so that the high-energy electrons and ions would pass through
without staying inside. The “thin” requirement hampers the design of sophisti-
cated electronic instruments. A third approach is to use dielectric materials
with adequate conductivity for reducing internal charge build up. Better mitiga-
tion methods are yet to be invented.
We should mention some mitigation methods that are common practice.
They are nonspeciﬁc to any particular spacecraft charging mechanism. For
example, install redundant circuits on spacecraft, ground all sensitive areas to
the spacecraft chassis, avoid operations during severe geomagnetic storms and
12 S. T. LAI

solar disturbance events, shield all cables properly, and do not expose wire con-
nections, etc. Finally, if a single high-energy particle, perhaps from cosmic rays,
hits the spacecraft and causes an upset event, it is difﬁcult to prevent it. Fortu-
nately, such hits are rare, and the disturbance might be local or temporary.
REFERENCES
[1] Koons, H. C., Mazur, J. E., Selesnick, R. S., Blake, J. B , Fennell, J. F., Roeder, J. L., and
Anderson, P. C., “The Impact of Space Environment on Space Systems,” Aerospace
Corp., Aerospace Rept. No. TR 99(1670) 1, El Segundo, CA, July 1999.
[2] Lai, S. T., “A Critical Overview on Spacecraft Charging Mitigation Methods,”IEEE
Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 6, 2003, pp. 1118 1124.
[3] Lai, S. T., “An Overview of Electron and Ion Beam Effects in Charging and
Discharging of Spacecraft,”IEEE Transactions on Nuclear Sciences, Vol. 36, No. 6,
1989, pp. 2027 2032.
[4] Canﬁeld, R. C., Hudson, H. S., and Pevtov, A. A., “Sigmoids as Precursors of Solar
Eruptions,”IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 28, No. 6, 2000, pp. 1786
1794.
[5] Gussenhoven, M. S., and Mullen, E. G., “Geosynchronous Environment for Severe
Spacecraft Charging,”Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 20, No. 1, 1983,
pp. 26 34.
[6] Lai, S. T., Gussenhoven, M. S., and Cohen, H. A., “Range of Electron Energy
Spectrum Responsible for Spacecraft Charging,” AGU Spring Meeting, May 1982;
alsoEOS, Vol. 63, No. 18, 1982, p. 421.
[7] Lai, S. T., Gussenhoven, M. S., and Cohen, H. A., “The Concepts of Critical
Temperature and Energy Cutoff of Ambient Electrons in High Voltage
Charging of Spacecrafts,”Spacecraft/Plasma Interactions and Their Inﬂuence
on Field and Particle Measurements, ESA SP 198, edited by A. Pedersen,
D. Guyenne, and J. Hunt, European Space Agency, Noordwijk, The Netherlands,
1983, pp. 169 175.
[8] Laframboise, J. G., Godard, R., and Kamitsuma, M., “Multiple Floating Potentials,
Threshold Temperature Effects, and Barrier Effects in High Voltage Charging of
Exposed Surfaces on Spacecraft,”Proceedings of International Symposium on
Spacecraft Materials in Space Environment, ESA SP 178, European Space Agency,
Paris, 1982, pp. 269 275.
[9] Laframboise, J. G., and Kamitsuma, M., “The Threshold Temperature
Effect in High Voltage Spacecraft Charging,”Proceedings of Air Force
Geophysics Workshop on Natural Charging of Large Space Structures in Near
Earth Polar Orbit, AFRL TR 83 0046, ADA 134 894, Air Force Geophysics Lab.,
Hanscom AFB, MA, 1983, pp. 293 308.
[10] Lai, S. T., “Spacecraft Charging Thresholds in Single and Double Maxwellian Space
Environments,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 38, No. 6, 1991,
pp. 1629 1634.
[11] Lai, S. T., and Della Rose, D., “Spacecraft Charging at Geosynchronous Altitudes;
New Evidence of the Existence of Critical Temperature,”Journal of Spacecraft and
Rockets, Vol. 38, No. 6, 2001, pp. 922 928.
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 13

[12] Hastings, D., and Garrett, H. B.,Spacecraft Environment Interactions, Cambridge
Univ. Press, Cambridge, England, U.K., 1997.
[13] Laframboise, J. G., and Parker, L., “Probe Design for Orbit Limited Current
Collection,”Physics of Fluids, Vol. 16, No. 5, 1973, pp. 629 636.
[14] Whipple, E. C., Jr., “Observation of Photoelectrons and Secondary Electrons
Reﬂected from a Potential Barrier in the Vicinity of ATS 6,”Journal of Geophysical
Research, Vol. 81, No. 14, 1976, pp. 715 719.
[15] Mizera, P. F., Koons, H. C., Schnause, E. R., Croley, D. R., Jr., Alan Kan, H. K., Leung,
M. S., Stevens, N. J., Berkopec, F., Staakus, J., Lehn, W. L., and Nanewicz, J. E., “First
Results of Material Charging in the Space Environment,”Applied Physics Letters,
Vol. 37, No. 3, 1980, pp. 276 277.
[16] Olsen, R. C., McIlwain, C. E., and Whipple, E. G., “Observations of Differential
Charging Effects on ATS 6,”Journal of Geophysical Research, Vol. 86, No. A8, 1983,
pp. 6809 6819.
[17] Olsen, R. C., “Modiﬁcation of Spacecraft Potentials by Plasma Emission,”Journal of
Spacecraft and Rockets, Vol. 18, No. 5, 1981, pp. 462 469.
[18] Lai, S. T., Cohen, H. A., Aggson, T. L., and McNeil, W. J., “The Effect of
Photoelectrons on Boom Satellite Potential Differences During Electron
Beam Ejections,”Journal of Geophysical Research, Vol. 92, No. A11, 1987,
pp. 12319 12325.
[19] Lai, S. T., McNeil, W. J., and Aggson, T. L., “Spacecraft Charging During Ion Beam
Emissions in Sunlight,” AIAA Paper 90 0636, Jan. 1990.
[20] Lai, S. T., “An Improved Langmuir Probe Formula for Modeling Satellite
Interactions with near Geostationary Environment,”Journal of Geophysical
Research, Vol. 99, No. A1, 1994, pp. 459 468.
[21] Garrett, H. B., and Spitale, G. C , “Magnetospheric Plasma Modeling (0 100 keV),”
Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 22, No. 3, 1985, pp. 231 244.
[22] Mizera, P. F., “A Summary of Spacecraft Charging Results,”Journal of Spacecraft and
Rockets, Vol. 20, No. 5, 1983, pp. 438 443.
[23] Lai, S. T., and Tautz, M., “High Level Spacecraft Charging in Eclipse at
Geosynchronous Altitudes: A Statistical Study,”Journal of Geophysical Research,
Vol. 111, A09201, 2006, doi: 10.1029/2004JA010733.
[24] Lai, S. T., “The Importance of Surface Conditions for Spacecraft Charging,” AIAA
Paper 2009 349, Jan. 2009.
[25] Vasyliunas, V. M., “A Survey of Low Energy Electrons in the Evening Sector of the
Magnetosphere with Ogo 1 and Ogo 3,”Journal of Geophysical. Research, Vol. 73,
No. 9, 1968, pp. 2339 2385.
[26] Meyer Vernet, N., “How Does the Solar Wind Blow? A Simple Kinetic Model,”
European Journal of Physics, Vol. 20, 1999, pp. 167 176.
[27] Harris, J. T., “Spacecraft Charging at Geosynchronous Altitudes: Current Balance
and Critical Temperature in a non Maxwellian Plasma,” Master’s Thesis, AFIT/
GAP/ENP/03 05, Air Force Inst. of Technology, Wright Patterson AFB, OH,
March 2003.
[28] Lai, S. T., “Dependence of Electron Flux on Electron Temperature in Spacecraft
Charging,”Journal of Applied Physics, Vol. 105, 2009, doi: 10.1063/1.3125517.
[29] Tautz, M., and Lai, S. T., “Analytic Models for a Rapidly Spinning Spherical Satellite
Charging in Sunlight,”Journal of Geophysical Research, Vol. 110, A07, 2005,
pp. 220 229, doi: 10.1029/2004JA010787.
14 S. T. LAI

[30] Mandell, M., Katz, I., Schnuelle, G., Steen, P., and Roche, J., “The Decrease in
Effective Photo Currents due to Saddle Points in Electrostatic Potentials near
Differentially Charged Spacecraft,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 26,
No. 6, 1978, pp. 1313 1317.
[31] Lai, S. T., Cooke, D., Dichter, B., Ray, K., Smith, A., and Holeman, E., “Bootstrap
Charging on the DSCS Satellite,”Proceedings of the 7th Spacecraft Charging
Technology Conference, ESA 476, Noordwijk, The Netherlands, 2001, pp. 345 349;
also Minor, J. (ed.),Spacecraft Charging Conferences[CD ROM], NASA SEE/
TP 2005 600, NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, AL, 2005.
[32] Mandell, M. J., Cooke, D. L., Davis, V. A., Jongeward, G. A., Gardner, B. M., Hilmer,
R. A., Ray, K. P., Lai, S. T., and Krause, L. H , “Modeling the Charging of
Geosynchronous and Interplanetary Spacecraft Using Nascap 2K,”Advances in
Space Research, Vol. 36, 2005, pp. P2511 2515.
[33] Krause, L., Cooke, D. L., Enloe, C. L., Font, G. I , Lai, S. T., McHarg, M. G., and Putz,
V., “Bootstrap Surface Charging at GEO: Modeling and On Orbit Observations from
the DSCS III B7 Satellite,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 54, No. 6,
2007, pp. 1997 2003.
[34] Tautz, M., and Lai, S. T., “Analytic Models for a Spherical Satellite Charging in
Sunlight at Any Spin,”Annals of Geophysics, Vol. 24, No. 10, 2006, pp. 2599 2610.
[35] Lai, S. T., and Tautz, M., “Aspects of Spacecraft Charging in Sunlight,”IEEE
Transactions in Plasma Sciences, Vol. 34, No. 5, 2006, pp. 2053 2061.
[36] “Special Issue on TSS 1R: Electrodynamic Tether Ionospheric Interactions,”
Geophysical Research Letters, Vol. 25, Nos. 4 5, 1998.
[37] Enloe, C. L., Cooke, D. L., Pakula, W. A., Violet, M. D., Hardy, D. A., Chaplin, C. B.,
Kirkwood, R. K., Tautz, M. F., Bonito, N., Roth, C., Courtney, G., Davis, V. A.,
Mandell, M. J., Hastings, D. E., Shaw, G. B., Gifﬁn, G., and Sega, R. M.,
“High Voltage Interactions in Plasma Wakes: Results from the Charging Hazards
and Wake Studies (CHAWS) Flight Experiments,”Journal Geophysical Research,
Vol. 102, No. A1, 1997, pp. 425 433.
[38] Stone, N. H., and Bonifazi, C., “The TSS 1R Mission: Overview and Scientiﬁc
Context,”Geophysical Research Letters, Vol. 25, No. 4, 1998, pp. 409 412.
[39] Eliasson, L., Andre, M., Erikson, A., Norqvist, P., Norberg, O., Lundin, R., Holback,
B., Koskinen, H., Borg, H., and Boehm, M., “Freja Observations of Heating and
Precipitation of Positive Ions,”Geophysical Research Letters, Vol. 21, No. 17, 1994,
pp. 1911 1914.
[40] Eriksson, A. I., and Wahlund, J E., “Charging of the Freja Satellite in the Auroral
Zone,” IEEE Transactions in Plasma Science, Vol. 34, No. 5, 2006, pp. 2038 2045.
[41] Katz, I., Parks, D. E., Mandell, M. J., Harvey, J. M., Wang, S. S., and Roche, J. C.,
“NASACAP, A Three Dimensional Charging Analyzer Program for Complex
Spacecraft,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS 24, No. 6, 1977,
pp. 2276 2280.
[42] Stannard, P. R., Katz, I., Mandell, M. J., Cassidy, J. J., Parks, D. E., Rotenberg, M., and
Steen, P. G., “Analysis of the Charging of the SCATHA (P78 20) Satellite,” NASA
CR 165348, Dec.1981.
[43] Mandell, M. J., Stannard, P. R., and Katz, I., “NASCAP Programmer’s Reference
Manual,” S Cubed, Rept. SSS 84 6638, La Jolla, CA, 1984.
[44] Neergaard, L., Minow, J. I , McCollum, M., Katz, I., Mandell, M., and Davis, V.,
“Comparison of the NASCAP/GEO, SEE Interactive Charging Handbook and
NASCAP 2K.1 Spacecraft Charging Codes,”Proceedings of the 7th Spacecraft
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 15

Charging Technology Conference, edited by R. A. Harris, ESTEC, Noordwijk, The
Netherlands, 2001; also Minor, J. (ed.),Spacecraft Charging Conferences[CD ROM],
NASA SEE/TP 2005 600, NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, AL.
[45]EWB 5.0 User’s Reference Manual, NASA/Glenn Contract Report NAS# 25347, 31
July 1997.
[46] Ferguson, D. C., Craven, P. D., Minow, J. I., and Wright, K. H., Jr., “A Theory of
Rapid Charging Events on the International Space Station,” AIAA Paper 2009 3523,
June 2009.
[47] Roussel, J. F., Rogier, F., Volpert, D., Forest, J., Rousseau, G., and Hilgers, A.,
“Spacecraft Plasma Interaction Software (SPIS): Numerical Solvers Methods and
Architecture,” 9th Spacecraft Charging Technology Conference, April 2005; also
Goka, T. (ed.), JAXA SP 005 001E [CD ROM], Japan Aerospace Exploration
Agency, Tsukuba Space Center, Ibaraki, Japan.
[48] Roussel, J. F., Rogier, F., Dufour, G., Mateo Velez, J. C., Forest, J., Hilgers, A.,
Rodgers, D., Girard, L., and Payan, D., “SPIS Open Source Code: Methods,
Capabilities, Achievements, and Prospects,”IEEE Transactions on Plasma Science,
Vol. 36, No. 5, Part 2, 2008, pp. 2360 2368.
[49] Muranaka, T., Hosoda, S , Kim, J. H., Hatta, S., Ikeda, K., Hamanaga, T., Cho, M.,
Usui, H., Ueda, H. O., Koga, K., and Goka, T., “Development of Multi Utility
Spacecraft Charging Analysis Tool (MUSCAT),”IEEE Transactions on Plasma
Science, Vol. 36, No. 5, 2008, pp. 2336 2349.
[50] Hoffmann, R., Dennison, J. R., Thomson, C. D., and Albretsen, J., “Low Fluence
Electron Yields of Highly Insulating Materials,”IEEE Transactions on Plasma
Science, Vol. 36, No. 5, 2008, pp. 2238 2245.
[51] Ferguson, D. C., Vayner, B. V., and Galofaro, J. T., “Solar Array Arcing in LEO; How
Much Charge Is Discharged?,”Protection of Materials and Structures from Space
Environment, edited by J. L. Kleiman, Springer Verlag, New York, 2006, pp. 9 19.
[52] Ferguson, D. C , Vagner, B. V., Galofaro, J. T , and Hillard, G. B., “Arcing in LEO
Does the Whole Array Discharge?,” AIAA Paper 2005 481, Jan. 2005.
[53] Vayner, B., Galofaro, J., and Ferguson, D., “The Neutral Gas Desorption and
Breakdown on a Metal Dielectric Junction Immersed in a Plasma,” AIAA Paper
2002 2244, May 2002.
[54] Vayner, B., Galofaro, J., and Ferguson, D., “Interactions of High Voltage Solar
Arrays with Their Plasma Environment: Physical Processes,”Journal of Spacecraft
and Rockets, Vol. 41, No. 6, 2004, pp. 1042 1050.
[55] Cho, M., Kim, J. H., Hosoda, S , Nozaki, Y., Miura, T., and Iwata, T., “Electrostatic
Discharge Ground Test of a Polar Orbit Solar Panel,”IEEE Transactions on Plasma
Science, Vol. 34, No. 5, 2006, pp. 2011 2034.
[56] Masui, H., Toyoda, K., and Cho, M., “Electrostatic Discharge Plasma Propagation
Speed on Solar Panel in Simulated Geosynchronous Environment,”IEEE
Transactions on Plasma Science, Vol. 36, No. 5, 2008, pp. 2387 2394.
[57] Berthou, C., Boulanger, B., and Levy, L., “Plasma ESD Qualiﬁcation Test Procedure
of Alcatel Alenia Space Solar Array,”IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 34,
No. 5, 2006, pp. 2004 2010.
[58] Violet, M. D., and Frederickson, A. R , “Spacecraft Anomalies on the CRRES Satellite
Correlated with the Environment and Insulator Samples,”IEEE Transactions on
Nuclear Science, Vol. 40, No. 6, 1993, pp. 1512 1520.
16 S. T. LAI

[59] Lai, S. T., Murad, E., and McNeil, W. J., “Hazards of Hypervelocity Impacts on
Spacecraft,”Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 39, No. 1, 2002, pp. 106 114.
[60] Frederickson, A. R., Benson, C. E., and Cooke, E. M., “Gaseous Discharge Plasmas
Produced by High Energy Electron Irradiated Insulators for Spacecraft,”IEEE
Transactions in Plasma Science, Vol. 28, No. 6, 2000, pp. 2037 2047.
[61] Griseri, V., Perrin, C., Fukunaga, K., Maeno, T., Payan, D., Levy, L., and Laurent, C.,
“Space Charge Detection and Behavior Analysis in Electron Irradiated Polymers,”
IEEE Transactions in Plasma Science, Vol. 34, No. 5, 2006, pp. 2185 2190.
[62] Wrenn, G. L., and Smith, R. J. K., “Probability Factors Governing ESD Effects in
Geosynchronous Orbit,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 43, No. 6, 1996,
pp. 2783 2789.
[63] Baker, D., and Lanzerotti, L. J., “Where Are the ‘Killer Electrons’ of the Declining
Phase of Solar Cycle 23,”Space Weather, Vol. 4, No. 7, 2006, p. S07001.
[64] Wrenn, G. L., Chronology of ‘Killer Electrons’: Solar Cycles 22 and 23,”Journal of
Atmospheric Solar Terrestrial Physics, Vol. 71, Nos. 10 11, 2009, pp. 1210 1218.
[65] Rodgers, D. J., Levy, L., Latham, P. M., Ryden, K. A., Sorensen, J., and Wrenn, G. L.,
“Prediction of Internal Dielectric Charging Using the DICTAT Code,” http://
esa.spaceweather.net/spweather/workshops/ proceedings w1/posters/
rogers16.pdf.
[66] Sorensen, J., “An Engineering Speciﬁcation of Internal Charging,” http://
conferences.esa.int/96a09/Abstracts35/paper/.
[67] Santinin, G., Ivanchenko, V., Evans, H., Niemann, P., and Daly, E., “GRAS: A
General Purpose 3 D Modular Simulation Tool for Space Environment Effects
Analysis,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 52, No. 6, 2006, pp. 2294
2299.
[68] Mullen, E. G., Frederickson, A. R., Murphy, G. P., Ray, K. P., Holeman, E. G.,
Delorey, D. E., Robson, R., and Farar, M., “An Autonomous Charge Control System
at Geosynchronous Altitude: Flight Results for Spacecraft Design Consideration,”
IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 44, No. 6, 1977, pp. 2174 2187.
[69] Torkar, K., Fazakerley, A., and Steiger, W., “Active Spacecraft Potential Control:
Results from the Double Star Project,”IEEE Transactions on Plasma Sciences, Vol.
34, No. 5, 2006, pp. 2046 2052.
[70] Geis, M. W., Efremow, N. N., Krohn, K. E., Twichell, J. C., Lyszczarz, T. M., Kalish,
R., Greer, J. A., and Tabat, M. D., “Theory and Experimental Results of a New
Diamond Surface Emission Cathode,”The Lincoln Lab Journal, Vol. 10, No. 1, 1997,
pp. 1 18.
[71] Cooke, D. L., and Geis, M., “Introducing the Passive Anode Surface Emission
Cathode,” AIAA Paper 2002 4049, July 2002.
[72] Iwata, M., Sumida, T., Igawa, H., Fujiwara, Y., Okumura, T., Khan, M. A. R., Toyoda,
K.., Cho, M , Hatta, S., Sato, T., and Fujita, T., “Development of Electron Emitting
Film for Surface Charging Mitigation: Observation, Endurance and Simulation,”
AIAA Paper 2009 560, Jan. 2009.
[73] Ferguson, D. C., “Alternatives to the ISS Plasma Contacting Units,” NASA/
TM 2002 211488 Rept., AIAA Paper 2002 0934, Jan. 2002.
OVERVIEW OF SURFACE AND DEEP DIELECTRIC CHARGING ON SPACECRAFT 17

CHAPTER 2
Incoming and OutgoingElectrons
Shu T. Lai

U.S. Air Force Research Laboratory, Hanscom Air Force Base, Massachusetts
2.1 INTRODUCTION
Having introduced spacecraft charging in a broad brush in Chapter 1, we now give
more details on a centrally important topic: secondary and backscattered elec-
trons. We will explain why this topic is centrally important and discuss various
models for it.
2.2 FUNDAMENTAL PHYSICS OF SPACECRAFT CHARGING
When an object is placed in a plasma, whether in space or in the laboratory, the
object is likely to receive more ambient electrons than ions. This is because
electrons, being lighter than the ions, move much faster. Accumulation of
excess electrons on the surface of an object generates a negative surface potential
(voltage). This is why spacecraft often charge to negative voltages.
Spacecraft can charge to positive voltages, depending on the ambient electron
temperature and electron energy distributions. They can also charge to positive vol-
tages in sunlight or during artiﬁcial electron beam emissions from the spacecraft.
For a typical spacecraft surface capacitance, it takes milliseconds to reach equi-
librium approximately. There is no exact equilibrium because the ambient plasma
always ﬂuctuates. For differentially charged surfaces with higher capacitances, it
takes longer time to reach equilibrium. For most practical purposes, it is useful
to consider spacecraft surface potentials at equilibrium. At equilibrium, the charg-
ing voltage depends on the balance of all incoming and outgoing currents. Accord-
ing to Kirchhoff’s law, the sum of currents at every junction in a circuit is zero.
The spacecraft surface is a junction. The current balance equation is of the form:
X
k
Jk(f)¼0(2 :1)

Senior Research Physicist, Space Vehicles Directorate, 0173.1 Associate Fellow AIAA.
This material is a work of the U.S. Government and is not subject to copyright protection in the United States.
19

whereJis the ﬂux, which, by deﬁnition, is the current per unit area. The subscript
klabels the type of current, and
fis the surface potential.
2.3 SECONDARY AND BACKSCATTERED ELECTRONS
The general shape of a secondary electron yield (SEY) curved(E) is shown in
Fig. 2.1. SEY is also called the secondary electron emission coefﬁcient. For every
(incoming) primary electron of energyE, there are
d(outgoing) secondary elec-
trons generated from the surface. The energies of the secondary electrons are
mostly at a few electron volts only. The
d(E) curve might cross unity twice or
never, depending on the surface material. For incoming electrons with energies
betweenE
1andE 2of the crossings, there are more electrons going out than
coming in, implying positive voltage charging. Because the secondary electrons
have only a few electron volts in energy, the positive voltage is low (about 1–2 V)
and usually ignored. Charging to high negative voltages is of concern because it
can affect the instrument operations and scientiﬁc experiments as well as the
power system onboard. Although electrons with energies in the rangeE
1toE2
are responsible for charging to positive voltages, those belowE 1and above
E
2are responsible for charging to negative voltages. If the incoming electrons
are of various energies, these two camps of electrons compete with each other.
Backscattered electrons differ from secondary electrons in four aspects. First,
a backscattered electron is practically the same electron (primary) that comes
in. (We will not go deep into quantum properties here). Second, the energy of a
backscattered electron is nearly the same as the primary electron. Third, the
FIG. 2.1 General shape of SEYd(E).
20 S. T. LAI

backscattered electron yield (BEY)h(E) never exceeds unity. In the literature,
BEY is also called electron reﬂection coefﬁcient. Fourth,
h(E) is much smaller
than unity and varies very slowly withE, except at energiesEbelow about
20 eV depending on the material.
2.4 CURRENT BALANCE
As mentioned in Sec. 2.2, electrons are faster than ions. The electron ﬂux exceeds
the ion ﬂux by two orders of magnitude because of the mass ratio. The electron
ﬂux dominates. The onset of charging is determined by the current balance
Eq. (2.2) of the electrons only. For incoming electrons having a distribution
f(E), the current balance between the incoming and outgoing electron ﬂuxes is
given by the equation:
ð
1
0
dEEf(E)¼
ð
1
0
dEEf(E)[ d(E)þh(E)] (2: 2)
For Maxwellian space plasmas, the solution of Eq. (2.2) yields acritical temp-
erature, above which charging to negative voltages occurs [1–3]. Once charging
sets in, the ambient ions are attracted towards the spacecraft. The charging
voltage
fat equilibrium is given by the current balance between all incoming elec-
trons, outgoing electrons, and incoming ions. Spacecraft charging is most impor-
tant in the geosynchronous environment because the ambient plasma density is
low and the plasma condition varies by large amplitudes during storms and
substorms. In the geosynchronous environment, the Mott–Smith Langmuir
model [4] is often a good approximation for describing the charge attraction.
The current balance equation for negative charging voltage
w(,0) at geosynchro-
nous altitudes is of the form:
I
e(0)[1, dþh.] exp
qef
kTe

¼I
i(0) 1
qif
kTi

a
(2:3)
where
,
dþh.¼
Ð
1
0
dEEf(E)[ d(E)þh(E)]
Ð
1
0
dEEf(E)
(2:4)
In Eq. (2.3),I
e(0) andI i(0) are respectively the ambient electron and ion ﬂuxes
at surface potential
f0;qe(,0) andq i(.0) are the electron and ion charges,
respectively;T
eandT iare the electron and ion plasma temperatures, respectively;
kis the Boltzmann constant; and
ais the exponent of the attraction term. The
exponent
a1 for a sphere,
1
2
for an inﬁnite cylinder, and 0 for an inﬁnite plane.
Using the functionsf(E),
d(E), andh(E) as input, Eqs. (2.3) and (2.4) can be
solved, numerically or analytically, for the spacecraft surface potential
f(,0).
INCOMING AND OUTGOING ELECTRONS 21

For arbitrary spacecraft geometries and arbitrary distributionsf(E) and arbi-
trary coefﬁcients
d(E), andh(E), one needs to use numerical methods to solve the
current balance equation. NASCAP-2K [5], which is export controlled, is a very
useful software for handling such numerical computations. Software for similar
purposes and of similar capabilities are being developed independently at
present by various teams in Japan, France, and Sweden.
2.5 OUTGOING ELECTRONS: SEY AND BEY FUNCTIONS
The Sternglass SEYd(E) formula [6] has been widely used in spacecraft charging
since the late 1970s for some 20 years. It is complicated, generally regarded as out-
dated, and no longer used.
The Sanders and Inouye SEY
d
S(E) formula [7] has an advantage. We will use
a subscript to denote the ﬁrst author. In this case,sdenotes Sanders. Here
d
S(E)is
of exponential form, which is of great help for doing the integrations Eqs. (2.2)
and (2.4) analytically.
dS(E)¼cexp
E
a

exp
E
b

(2:5)
where
a¼4:3E
m b¼0:367E m c¼1:37dm (2:6)
whereE
mis the energy at whichd(E) is maximum anddmis the maximum value
of
d(E).
The backscattering electron yield
h(E) formula of Prokopenko and Lafram-
boise [8] has been often used for nearly three decades. The BSY formula needs
to be updated. It is of the form
h(E)¼ABexp(CE)(2 :7)
Variation (Fig. 2.2) of the SEY and BEY functions affects the calculated results
of not only critical temperature but also the equilibrium spacecraft potential.
The Katz et al.
d
K(E) formula [9] prescribes using a penetration range formula
for primary electron energyEabove the second crossing energyE
2. However, forE
belowE
2, the Katz et al. paper did not mention what to use. Presumably one can
use the Sanders and Inouye formula forE,E
2. The Katz prescribed value ofE 2,
according to the paper, is “the value that extrapolates to unity.” For gold, the pre-
scribed value ofE
2is 4.6 keV. This value is nowhere near the second crossing of
d(E). A constant value for backscattering is prescribed by Katz et al. [9], but the
value is higher than that given by Prokopenko and Laframboise [8], Eq. (2.7). For
gold, the Katz et al. formulas [9] are as follows:
dK¼0:52(E=E 2)
1p
forE.E 2,E2¼4:6 keV,p¼1:73 (2: 8)
h
K¼0:64 (2: 9)
22 S. T. LAI

There are more recentd(E) SEY formulas in the literature. The Scholtz SEY
formula [10] is of the form
dSZ(E)¼exp (log
e
{[E=E M]
2
=[2(1:6)
2
]})dM (2:10)
The Lin and Joy SEY formula [11] is of the form
dL¼1:28(E=E M)
0:067
{1exp [1:164(E=E M)
1:67
]}dM (2:11)
In the Large Hadron Collider (LHC), where the world’s most expensive exper-
iments are to be conducted for hunting the Higg’s boson, higher dimensions, and
other physics frontiers, care is being paid to low-energy electron clouds generated
from the walls that might affect high-energy particle trajectories. LHC has adopted
the Furman SEY formula [12], which is different from all others by adding an
empirical parameters, characterizing the surface condition. The Furman
formula [12] is of the form
dF¼dM
s(E=E M)
s1þ(E=E
M)
S
(2:12)
wheresis the parameter to be determined by ﬁtting the actual measurement,
which varies depending on the surface condition, such as roughness, surface com-
position, contamination, etc.
The BEY
h(E) function also needs to be updated. As the primary electron
energyEdecreases towards 0, the
h(E) function, Eq. (2.7), of Prokopenko and
FIG. 2.2 Secondary electron yieldd(E) functions for gold [16]. The functions published by
different authors fall off differently beyond the peak.
INCOMING AND OUTGOING ELECTRONS 23

Laframboise [8] decreases monotonically to a small ﬁnite value. However, recent
experiments [13, 14] on gold and other surface materials found the BEY function
rising to unity asEdecreases to 0, instead of decreasing to a small value (Fig. 2.3).
Jablonski and Jiricek [15] also found a similar feature for other materials.
Lai and Tautz [17] suggested a new
hformula by addingD hto that of Proko-
penko and Laframboise [8]:
h!hþDh (2:13)
D
h¼(1AþB) exp
E
E
0

(2:14)
In Eq. (2.14), the parameterE
0has to be determined for each surface material.
For gold, it is 0.05 keV [17].
2.6 RECOMMENDATIONS
Because SEY depends very much on the surface condition, it is suggested that a surface condition parametersbe added to the BEY formula. The Furman
formula [12] is a good candidate. Because BEY rises to unity asEdecreases to
FIG. 2.3 Measurements of SEY and BEY for the LHC accelerator tube walls at CERN [13, 14].
The SEY depends on the surface condition. The BEY rises to unity as the primary electron
energy decreases to 0. (Reprinted with permission of Elsevier.)
24 S. T. LAI

0, the conventionalhformula of Prokopenko and Laframboise [8] should be
revised. One suggestion is that an additional termD
hbe added to the commonly
used
hformula.
We recommend that both SEY and BEY should be measured with actual
samples before launch instead of taken merely from some materials encyclopedia.
This is because the surface condition is important. Different surface conditions
give different SEY and BEY results, which, in turn, give different values of critical
temperature and spacecraft surface potential. It would be even better if changes in
these coefﬁcients could be monitored in space, which is hazardous at times, or
simulated in parallel (with near real time) in the laboratory with the measurement
data history of the space and surface conditions if possible.
2.7 INCOMING ELECTRONS: MAXWELLIAN AND KAPPA DISTRIBUTIONS
The Maxwellian velocity distribution of the ambient electrons can be written in
terms of the electron energyEby the relation:E(1/2)mv
2
, wheremis the elec-
tron mass andvthe electron velocity. As a result of the conversion fromvtoE, the
Maxwellian distributionf(E) is of the form
f(E)¼n
m
2
pkT

1=2
exp E
kT

(2:15)
Equation (2.15) is useful for Maxwellian spacecraft charging modeling [2]
because its exponential form often enables analytical integrations to carry out. Using Eq. (2.15) and the SEY and BEY functions, one can calculate the critical temperature for the onset of spacecraft charging. If one also knows, in addition to the electron distribution, the ambient ion ﬂux, one can calculate the spacecraft potential by using the current balance equation.
When the space plasma is highly perturbed by geomagnetic storms, for
example, the electron and ion distributions often deviate from being Maxwellian. In such situations, the kappa distribution is often more suitable. The kappaf
k(E)is
of the form
f
k(E)¼n
G(kþ1)
G(3=2)G(
k1=2)
k
3
2

T
k

3
2
1þ
E
(
k3=2)T k

(kþ1)
(2:16)
where the kappa temperatureT
kis related to the usual temperatureTas
T
k¼
k
(k3=2)
T (2:17)
Note that
3
2
<
k<1 (2:18)
INCOMING AND OUTGOING ELECTRONS 25

In the limitk!1, one recovers the Maxwellian distribution, Eq. (2.15). By
using the kappa distribution, Eq (2.16), one can obtain the critical kappa tem-
peratureT
k

, from which one obtains the usual critical temperatureT

by means
of Eq. (2.17). Harris [18] examined the Los Alamos National Laboratory (LANL)
geosynchronous spacecraft charging data and concluded that, at the onset of
spacecraft charging, the electron temperature is not hot enough to render the
distribution deviating substantially from being Maxwellian. At higher tempera-
tures, the distribution deviates more.
REFERENCES
[1] Lai, S. T., “Spacecraft Charging Thresholds in Single and Double Maxwellian Space
Environments,”IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 38, No. 6, 1991,
pp. 1629 1634.
[2] Lai, S. T., and Della Rose, D., “Spacecraft Charging at Geosynchronous Altitudes;
New Evidence of the Existence of Critical Temperature,”Journal of Spacecraft and
Rockets, Vol. 38, No. 6, 2001, pp. 922 928.
[3] Lai, S. T., and Tautz, M., “High Level Spacecraft Charging in Eclipse at
Geosynchronous Altitudes : A Statistical Study,”Journal of Geophysical Research,
Vol. 111, No. A09201, 2006, doi: 10.1029/2004JA010733.
[4] Mott Smith, H. M., and Langmuir, I., “The Theory of Collectors in Gaseous
Discharges,”Physical Review, Vol. 28, No. 4, 1926, pp. 727 763.
[5] Mandell, M. J., Cooke, D. L., Davis, V. A., Jongeward, G. A., Gardner, B. M., Hilmer,
R. A., Ray, K. P., Lai, S. T., and Krause, L. H., “Modeling the Charging of
Geosynchronous and Interplanetary Spacecraft Using Nascap 2K,”Advances in
Space Research, Vol. 36, 2005, pp. 2511 2515.
[6] Sternglass, E. J., “Theory of Secondary Electron Emission,” Westinghouse Res. Lab.,
Sci. Pap. 1772, Pittsburgh, PA, 1954.
[7] Sanders, N. L., and Inouye, G. T., “Secondary Emission Effects on Spacecraft
Charging: Energy Distribution Considerations,”Spacecraft Charging Technology
1978, edited by R. C. Finke and C. P. Pike, NASA 2071, ADA 084626, AFGL,
Hanscom AFB, MA, 1978, pp. 747 755.
[8] Prokopenko, S. M., and Laframboise, J. G. L., “High Voltage Differential Charging of
Geostationary Spacecraft,”Journal of Geophysical Research, Vol. 85, No. A8, 1980,
pp. 4125 4131.
[9] Katz, I., Mandell, M., Jongeward, G., and Gussenhoven, M. S., “The Importance of
Accurate Secondary Electron Yields in Modeling Spacecraft Charging,”Journal of
Geophysical Research, Vol. 91, No. A12, 1986, pp. 13,739 13,744.
[10] Scholtz, J. J., Dijkkamp, D., and Schmitz, R. W. A., “Secondary Electron Properties,”
Philips Journal of Research, Vol. 50, No. 3 4, 1996, pp. 375 389.
[11] Lin, Y., and Joy, D. G., “A New Examination of Secondary Electron Yield
Data,”Surface Interface Analysis, Vol. 37, 2005, pp. 895 900, doi: 10.1002 /
sia.2107.
[12] Furman, M. A., “The Electron Cloud Effects in the arcs of the LHC,” LHC Project
Rept., CERN, Geneva, 1998.
26 S. T. LAI

[13] Cimino, R , Collins, I. R., Furman, M. A., Pivi, M., Ruggerio, F., Rumulo, G., and
Zimmermann, F., “Can Low Energy Electrons Affect High Energy Physics
Accelerators?,”Physical Review Letters, Vol. 93, No. 1, 2004, pp. 14,801 14,804.
[14] Cimino, R , “Surface Related Properties as an Essential Ingredient to e cloud
Simulations,”Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A:
Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 561, No. 2,
June 2006, pp. 272 275.
[15] Jablonski, A., and Jiricek, P., “Elastic Electron Backscattering from Surfaces at Low
Energies,”Surface Interface Analysis, Vol. 24, 1996, pp. 781 785.
[16] Lai, S. T., “The Importance of Surface Conditions for Spacecraft Charging,”Journal
of Spacecraft and Rockets, Vol. 47, No. 4, 2010, pp. 634 638.
[17] Lai, S. T , and Tautz, M., “On the Anti Critical Temperature in Spacecraft Charging,”
Journal of Geophysical Research, Vol. 113, No. A11211, 2008, doi: 10.1029/
2008JA013161.
[18] Harris, J. T., “Spacecraft Charging at Geosynchronous Altitudes: Current Balance
and Critical Temperature in a Non Maxwellian Plasma,” M.S. Thesis, AFIT/ GAP/
ENP/03 05, Air Force Inst. of Technology, Wright Patterson AFB, OH, March 2003.
INCOMING AND OUTGOING ELECTRONS 27

CHAPTER 3
Spacecraft Charging, Arcing, and
Sustained Arcs in LowEarth Orbit
Dale C. Ferguson

U.S. Air Force Research Laboratory, Kirtland Air Force Base, New Mexico
G. Barry Hillard
†
NASA Glenn Research Center, Brookpark, Ohio
3.1 INTRODUCTION
3.1.1 REASONS FOR USING HIGH-VOLTAGE SYSTEMS AND POSSIBILITY
OF CHARGING IN LEO
High-voltage systems are used in space in order to save launch weight. First of all,
for the same power level, higher voltages enable use of thinner wires (lighter
cabling). This is becauseP IV, andV IR,soP I
2
R.IfIis decreased by
use of higherV, then the wire resistance can be increased, that is, thinner wires
can be used, with no increase in power loss due to cabling. In the case of the Inter-
national Space Station (ISS), the decision to use a 160-V primary power system
was based on the decreased cable mass possible. Of course, if one uses the same
cable mass, higher voltages will enable higher efﬁciencies, as less power will be
lost to resistance in the cables. For very large power systems, the decrease in
cable mass can be substantial.
Secondly, some spacecraft functions require high voltages. For example, elec-
tric propulsion uses voltages from about 300 V (Hall thrusters) to about 1000 V
(ion thrusters). For low-voltage power systems, conversion of substantial power to
high voltages is required for these spacecraft functions to operate. The weight of
the power conversion systems (PMAD) can be a substantial fraction of the total
power system weight in these cases. It is more efﬁcient, and can save weight, if
the high-voltage functions can be directly powered from a high-voltage solar
array, for instance. If the high-voltage function is electric propulsion, we call
such a system a direct-drive electric propulsion system. Systems have been pro-
posed that switch between parallel and series combinations of different strings
of solar cells in order to facilitate occasional high-voltage requirements, but to
enable housekeeping functions at a lower voltage.

Lead, Spacecraft Charging Science and Technology.
†
Group Lead for Spacecraft Charging and Arcing, 44106.
This material is a work of the U.S. Government and is not subject to copyright protection in the United States.
29

Random documents with unrelated
content Scribd suggests to you:

suurimmasta osasta Englannin elämää, he eivät tietäneet miten ja
missä tarvittavia tavaroita valmistettiin; kun heiltä jotakin puuttui,
niin he vain pistäytyivät johonkin myymälään ja saivat mitä halusivat.
Tämä oli psykologinen välttämättömyys nurkkakuntaisen hallituksen
alaisessa pikku armeijassa. Mitään muuta ei voinut odottaakaan.
Mutta nyt — miten olikaan — oli kansakunnan päästävä käsiksi
hallitukseen, johon se oli suhtautunut välinpitämättömästi niin
kauan…
"Nähkääs", sanoi mr Britling toistaen erään lauseen, joka muuttui
yhä keskeisemmäksi hänen ajatuksilleen, "tämä on meidän
sotaamme…"
"Näitä asioita", jatkoi hän, "ei tietenkään voida suorittaa ilman
ristiriitoja. Me emme voi ottaa käsiimme maamme kohtaloita, joista
olemme olleet niin kauan välittämättä, ilman että syntyy melkoinen
määrä sisäistä hankausta. Mutta Englannissa me voimme suorittaa
tämän uudelleenjärjestelyn ilman vallankumousta. Se on meidän
voimamme…"
"Nykyään Englanti on hämmennyksessä — mutta se on terveellistä
hämminkiä. Siinä on elämää. Meillä on muutakin voitettavaa kuin
Saksa…
"Nuo suuret rekryyttijoukot, — jotka väsyneinä ja laiminlyötyinä
piirittävät sotaväenottopaikkoja, ovat kuin vertauskuva… Niistä
näkyy, millaiset suunnattomat tahdon ja miehuuden varastot meillä
on. Samalla tulee näkyviin meidän melkein uskomaton
kykenemättömyytemme asioiden suuntaamiseen…
"Noilla herroilla tuolla ylhäällä ei ole aavistustakaan siitä valtavasta
tahdosta, joka on Englannissa nousemassa. He ovat arkoja pieniä

manööveriherroja, jotka pelkäävät kaikkea omalaatuista, pelkäävät
sanomalehtiä ja pelkäävät ammattiyhdistyksiä. Eivät he johda meitä
saksalaisia vastaan, heidät on pakosta työnnetty saksalaisia
vastaan…"
Tästä johtui mr Britling tekemään uusia havaintoja siihen ja
sangen runsaaseen varastoon, joka käsitti Englannin ja Saksan
välisiä vastakohtia. Saksa oli kansakunta, jonka oli niellyt ja liittänyt
itseensä armeija ja hallintojärjestelmä; preussilainen
sotilasjärjestelmä oli sulattanut itseensä Saksan koko elämän. Se oli
kyltymyksen tilassa oleva valtio, valtio, joka oli niellyt oman
kansansa. Englanti ei ollut mikään valtio. Sen kansa ei ollut
yhdenmukaisiin kaavoihin valettua. Englannin armeija, Englannin
sotaministeristö, enempää kuin Englannin hallintokaan, eivät olleet
sulattaneet itseensä mitään, vaan olivat pieniä vanhoja
erikoislaitoksia. Englannin kansakunta oli niitten ulkopuolella, niitten
käsityksen ja perintätavan rajojen tuollapuolen, se oli jonkinlainen
muodoton, mutta suuri olio, ja nyt piti tämän Englannin kansan,
tämän todellisen kansakunnan, "sivullisten", tarttua aseisiin. Nyt
singottiin äkkiä haaste tuon ulkopuolella olevan, politiikasta ja
sotapalveluksesta tietämättömän, suuremman Englannin
olennaisimmille aatteille, sen suvaitsevalle hyvätuulisuudelle, sen
vapaudelle ja vastuuttomuudelle. Vaarassa ei ollut ainoastaan
Englannin elämä, vaan kansanvaltaisuus koko laajuudessaan, kaikki
vapaamieliset aatteet ja kaikki vapaus. Vaarassa oli sivistys.
Vakuuskirjan vailla olevaa vapaamielistä järjestelmää kuristettiin
kurkusta; sen oli puolustauduttava tai sorruttava…
"Minä lähdin Lontooseen saadakseni kuulla mitä minun oli
tekeminen. Ei ole ketään, joka voisi sanoa, mitä on tehtävä… Vielä

vähemmän on ketään, joka pakottaisi meitä tekemään
tehtävämme…
"Sotaministeristömme on kuin oppikoulu kapinan aikana, ovet ja
ikkunat teljettyinä; hallituksemme on kuin palkovene Atlantin
hyrskyissä…
"Kaiken tämän olisi luullut kajahtaneen meille kuin
torventörähdyksen. Sen sijaan se on näihin asti ollut kuin
naapuritalon meteliä, jota juuri olemme kuunnelleet… Ja nyt
kansakunta on hiljalleen heräämässä. Lontoo muistuttaa päästä
pyörällä olevaa valveutujaa, joka sikeästä unestaan herää aivan
läheltä kuuluviin avunhuutoihin, tulen ja vaaran loimoon ja ankaraan
hälinään. Kadut antavat juuri tuollaisen vaikutelman. Ihmiset
katselevat ympärilleen ja kuulostelevat. Tuntuu siltä, että minä
hetkenä hyvänsä jollakin väliajalla, hiljaisena silmänräpäyksenä,
saattaa kuulua etäältä, talojen takaa, epäselvää, matalaa
tykinjyrinää tai kuolontuskissaan kamppailevien pienten
ranskalaisten tai belgialaisten kylien heikkoja avunhuutoja…"
Sellainen oli mr Britlingin esityksen ydin.
Hän piti etupäässä huolta pöytäkeskustelusta, ja ainoastaan hänen
puheensa merkitsi jotakin. Teddy vain äännähteli myöntäen, Hugh oli
hiljainen ja ilmeisesti hieman tarkkaamaton, mrs Britling ajatteli
ruokakomentoa, palvelijoita ja poikiaan kuunnellen miestään vain
puolella korvalla, kapteeni Carmine oli harvasanainen ja näytti jonkin
epämiellyttävän asian kiusaamalta. Silloin tällöin hän vahvisti tai
täydensi mr Britlingin väitteitä. Kolmasti hän huomautti: "Ihmiset
eivät vielä älyä…"

4.
Vasta kun he yhdessä istuivat luuvan edustalla mrs Britlingin ja
lasten kuulumattomissa, voi kapteeni Carmine selittää hajamielisen
käyttäytymisensä ja uupuneen ulkonäkönsä. Hänen hermostonsa oli
kärsinyt ankaran tärähdyksen. Hän oli tuskin ottanut päällikkyyden,
kun eräs hänen miehistään oli saanut surmansa — vieläpä tavalla,
joka oli jättänyt syvän jäljen kapteenin mieleen.
Mies oli vartioinut tunnelia ja joutunut junan alle kulkiessaan radan
poikki vastakkaiseen suuntaan liikkuvan junan taitse. Sillä tavoin
Sarajevon pommi vaati ensimäisen uhrinsa Essexissä. Kapteeni
Carmine oli löytänyt ruumiin. Hän oli löytänyt sen pilvisenä
kuutamoyönä, oli ollut siihen kompastua, ja hänen aistimuksensa
samoinkuin tunnevaikutelmansakin olivat olleet erikoisen
epämiellyttäviä. Hänen oli täytynyt laahata kammottavasti repeytynyt
ruumis pois kadulta, melkein irtautunut runneltu pää oli kaameasti
kierinyt epämääräisessä valaistuksessa, ja jälkeenpäin hän oli
havainnut hihainsa olevan yltäyleensä veressä. Hän ei ollut sitä
ennen huomannut ja kun keksi sen, oli kääntynyt pahoinvoivaksi.
Hän piti koko asiaa kaameampana ja hirvittävämpänä kuin mitään
painajaista, mutta hänen oli onnistunut käyttäytyä kyllin tyynesti ja
kylmäverisesti osoittaakseen miehilleen hyvää esimerkkiä.
Tapahtuman jälkeen hän ei ollut nukkunut tuntiakaan unta
näkemättä.
"Eipä osaa odottaa saavansa tuollaisia tehtäviä suorittaakseen noin
yht'äkkiä täällä Englannissa", virkkoi kapteeni Carmine… "Kun on
parhaillaan polttamassa päivällissikariaan…"
Mr Britling kuunteli tuota kertomusta huolestunein ilmein. Kaikki
tuo aprikoiminen ja ajatustoiminta näkyi hänelle ikäänkuin avatun

kuukauslehden sivuna. Sen poikki hinattiin tuota veristä möhkälettä,
tuota punaisen ja mustan kirjavaa esinettä…
5.
Möhkäle näkyi vielä kirkkaanpunaisena mr Britlingin mielessä, kun
Teddy saapui hänen luokseen.
"Minun täytyy lähteä", sanoi Teddy, "minä en voi enää jäädä
tänne!"
"Mihin lähteä?"
"Saamaan khakin ylleni. Olen sitä miettinyt aina siitä asti, kun sota
puhkesi. Muistatteko, mitä sanoitte hockeypelin aikana viime
lomapäivänä — päivää ennen sodanjulistusta?"
Mr Britling oli kerrassaan unohtanut, hän ponnistelihe
muistaakseen.
"Mitä minä sanoinkaan?"
"Te sanoitte: 'Mitä perhanaa me tässä hockeyta pelaamme?
Meidän pitäisi harjoitella ja oppia ampumaan noita kirottuja
saksalaisia!'… Se ei ole mennyt mielestäni… Minun olisi pitänyt tehdä
se jo ennen. Minä olen ollut 'scout-masterina'. Kohta tarvitaan
upseereja. Minulle on kerrottu, että Lontoossa on useita
upseerikouluja, joiden kurssi suoritetaan mahdollisimman nopeasti…
Jos saisin lähteä…"
"Mitä Letty arvelee?" kysyi mr Britling hetken vaiettuaan. Se oli
oikein, tietysti — ainoa oikea ajatus — mutta sittenkin se häntä
hämmästytti.

"Hän sanoo, että jos sallisitte hänen koettaa tehdä minun töitäni
jonkin aikaa…"
"Hän siis tahtoo sinun menevän?"
"Tietysti", sanoi Teddy. "Ei hän pitäisi siitä, että piileskelisin…
Mutta minä en pääse ilman teidän apuanne."
"Minä autan teitä varsin mielelläni", virkkoi mr Britling. "Mutta
miten olikaan, en minä teistä sitä ajatellut. Miten olikaan, en tullut
ajatelleeksi sitä teistä —"
"Mitä te sitten minusta ajattelitte?" kysyi Teddy.
"Sota astuu meidän oman kynnyksemme yli… Tietysti teidän pitää
lähteä — jos tahdotte."
Hän mietti. Oli omituista nähdä Teddy tuossa mielentilassa,
päättäväisenä, vakavana ja käytäntöön panevana. Hän tunsi
tehneensä aiemmin Teddylle vääryyttä; tuo nuori mies ei ollutkaan
niin jokapäiväinen kuin hän oli luullut…
He ryhtyivät pohtimaan asian yksityiskohtia ja sen taloudellista
puolta. Kävisi kenties välttämättömäksi ottaa laina Teddyn
varustamista varten, jos hän piankin saisi upseerinarvon. Sitäpaitsi
oli pari muuta pikku juttua… Mr Britling torjui luotaan erään
naurettavan mielikuvan: hän muka oli luovuttamassa varoja
lähettääkseen Teddyn johonkin, mistä ei nuorella miehellä enempää
kuin Lettylläkään ollut oikeata käsitystä…
Seuraavana päivänä Teddy polkupyöränsä selässä hävisi
Lontooseen päin. Hän oli päättänyt asettua sinne voidakseen sitä
uutterammin harjoitella. Hän oli innokas. Teddy ei ollut milloinkaan

ennen ollut innokas. Mrs Teddy tuli Dower House'iin hoitamaan
sihteerintointa ja koetti olla näyttämättä itsetietoiselta ja tärkeältä.
Kahta maanantaita myöhemmin saapui mr Britlingin luo, joka istui
ruusutarhassa suurus-savujaan imeskellen, juoksujalassa ja silmät
loistaen innostunut pieni poika. "Pappa!" kirkui poika. "Teddy! Khaki
yllään!"
Toinen nuori Britling kierteli hyppien itse sankaria, joka käveli mrs
Britlingin vierellä ja koki olla näyttämättä liian hyökkäävältä ja
sotilaalliselta. Hän näytti koko mieheltä khakipuvussaan ja oli
poikamaisempi kuin koskaan ennen. Mrs Teddy asteli jäljessä,
tyynenä ja ylevänä.
Mr Britlingin mieleen johtui jälleen tuo ajatus, että nämä nuoret
ihmiset eivät oikein tienneet, mihin olivat menossa. Hän olisi
halunnut olla itse khakiin puettuna ja arveli, ettei tuo
omantunnonpistos silloin pääsisi siinä määrin vaivaamaan.
Iltapäivä, jonka hän vietti heidän seurassaan, sai hänet yhä
syvemmin vakuutetuksi siitä, etteivät he ymmärtäneet yhtään
mitään. Elämä oli näihin asti ollut heille niin lempeä, että Teddyn
sotaanlähtökin tuntui heistä vain jonkinlaiselta huvittavalta seikalta.
Asia, jonka hän oli ottanut suorittaakseen, oli kieltämättä vakava,
mutta samalla ilahduttava ja sangen kunnioitettava. Siitä johtui, että
hän esiintyi oudossa asussaan ja oli kadulla kulkiessaan sotilaallisten
tervehdysten esineenä… He pohtivat kaikkia hänen sotilasuransa
mahdollisuuksia yhtä ihastuneina kuin lapset, jotka juttelevat uuden
leikin hyvistä puolista. He sallivat Teddyn kohota hirvittävän nopeasti
sotilasarvosta toiseen. Hän otaksui tuota pikaa saavansa
upseerinvaltakirjan.

"Nuoremmista upseereista on paha puute. Ne ovat ottaneet jo
lähes kolmanneksen tovereistani", sanoi hän ja lisäsi haikeasti kuten
se, joka saa vain katsella saavuttamattomia riemuja: "pari heistä
päässee rintamalle jo lähimmässä tulevaisuudessa".
Hän puhui niinkuin nuori näyttelijä jostakin pääosasta. Äänen sävy
oli kuin henkilön, joka ikävöi vieraisiin maihin… Täytyy olla
kärsivällinen. Tulee se sekin aika kerran…
"Jos minä kaadun, niin Letty saa kahdeksankymmentä puntaa
vuodessa", selitti Teddy monen muun yksityiskohtaisen tiedonannon
ohella.
Hän hymyili tuolle huvittavalle ajatukselle — niinkuin
itseensäluottava kuolematon hymyilee.
"Hän on minun pieni elinkorkoni", sanoi Letty, samoin hymyillen,
"elipä tai kuoli".
"Me tulemme kaipaamaan Teddyä kaikin tavoin", sanoi mr Britling.
"Tätähän kestää vain sodan ajan", virkkoi Teddy. "Ja Letty on
hyvin älykäs. Minä olen tehnyt parhaani kitkeäkseni hänestä
rikkaruohot."
"Jos luulet pääseväsi takaisin työhösi sodan jälkeen", sanoi Letty,
"niin erehdyt pahoin. Minä saan vaatimukset kohoamaan."
"Sinä!" sanoi Teddy luoden häneen kolean katseen ja ryhtyen
huomiotaherättävästi puhumaan aivan toisesta asiasta.
6.

"Hughkin tulee pian khakiin puettuna", kertoi vanhempi
pikkupojista Teddylle. "Hän on liian nuori päästäkseen Kitchenerin
armeijaan, mutta hän on mennyt maanpuolustusväkeen. Hän lähti
torstaina… Kunpa mekin olisimme vanhempia, Gilbert ja minä…"
Mr Britling oli tiennyt poikansa aikeen siitä illasta lähtien, jolloin
Teddy ilmoitti omat suunnitelmansa.
Hugh oli tullut isänsä työhuoneeseen tämän istuessa parhaillaan
miettimässä tärkeätä kysymystä, oliko hänen jatkettava "Sodan
tutkisteluansa" keskeytyksellä, vai oliko se pantava joksikin aikaa
syrjään ja ryhdyttävä mahdollisimman selvästi osoittamaan
Englannin tahdon ja voiman sekä sen hallinnollisen ja sotilaallisen
johdon välillä vallitseva ristiriita, jota ei oltu riittävän yleisesti
tunnustettu. Hän tunsi, että suunnaton määrä inhimillistä innostusta
ja tarmoa oli hyljätty ja hukattu, että jos asiat kehittyisivät samaan
suuntaan, syntyisi tuhoisa aineksen puute, ja että laajasuuntaiset
muutokset olisivat välittömästi tarpeen, jotta voitaisiin, kuten hän
sydämestään toivoi, varmasti saavuttaa nopea, pelkoa synnyttävä
voitto Saksasta. Jospa hän heti kirjoittaisi jonkin räiskyvän artikkelin,
esimerkiksi "Sodasta ja ammattitaidosta" tai "Sodasta ja aineellisista
varoista" ja toisen, jonka nimeksi sopisi "Ei voittoa ilman
yhteiskunnallista lujuutta". Jos hän kirjoittaisi tuollaista, niin tulisiko
se huomatuksi, vai häviäisikö se jälkeä jättämättä yleiseen henkiseen
sekasortoon. Olisivatko ne kuuluvia ja pelastavia huutoja, vai pelkkää
joutavaa huutelemista?… Tuota hän ainakin luuli ajattelevansa, se
muodosti joka tapauksessa hänen ajatuksensa valtavuon. Mutta
samalla hän kuitenkin hämärästi havaitsi tarkkaavaisuutensa
uloimmalla reunalla joukon toisia asioita, jotka ajelehtivat hyökyjen
seassa milloin kohoten näkyviin, milloin häviten, ja aina valmiina
vähimmästäkin aiheesta syöksymään hänen ajatustensa keskukseen.

Siellä oli esimerkiksi kapteeni Carmine, joka laahasi ratavallilta
jotakin kauhistuttavaa, jotakin hervotonta, märkää ja lämmintä, mikä
aivan äsken oli vielä ollut ihminen. Siellä oli Teddy vakavana ja
isänmaallisena — Teddy, jota kohtaan vähäpätöinen kynämies tunsi
epäuskoista kunnioitusta. Siellä oli hänen klubissa tapaamansa
kapeakasvoinen mies, joka ilmaisi omituista tyytyväisyyttä yleisen
epäjärjestyksen johdosta. Ja siellä oli Hugh. Erikoisesti oli siellä juuri
Hugh, hiljaisena, mutta vireissä. Se poika ei milloinkaan lörpötellyt.
Hän oli perinyt syvän, synkän vaiteliaisuuden äidiltään, jonka oli
tapana siitä irtautua kuin musta prinsessa miekkaa heiluttaen. Mr
Britling viivähti vähän aikaa muisteloissaan… Mutta Hugh ei
milloinkaan irtautunut siitä, vaikka aina näyttikin mahdolliselta, että
hän sen tekisi — kenties siitä syystä, että hän oli pojan asemassa.
Isälle avautuminen ei ollut hänen asiansa… Mitä hän mahtoi ajatella
tästä kaikesta? Mihin hän aikoi ryhtyä? Mr Britling oli vakavasti
peloissaan, että hänen poikansa ilmoittautuisi vapaaehtoiseksi; olipa
hän melkein varmakin, että niin kävisi, mutta oli olemassa hiukan
epäilyn häivää, että poika olisi jonkinlaisen rikkiviisauden nojalla
paneutunut rauhanrakentajien asenteeseen. Ei! Se oli mahdotonta.
Belgia silmäin edessä!… Mutta yhtä innokkaasti — verrattomasti
hartaammin ja koko olemuksellaan — toivoi mr Britling, ettei Hugh
joutuisi mihinkään vaaraan, ettei mikään paha häntä saavuttaisi…
Ovi aukeni ja Hugh astui huoneeseen…
Mr Britling katsahti olkansa yli teeskennellyn! välinpitämättömästi.
"Terve mieheen!" sanoi hän "Mitäs sinä tahdot?"
Hugh asteli kömpelösti tulisijan luo.
"Enpä minä mitään", virkkoi hän välinpitämättömästi. "Minä kai
tästä lähden hiukan sotilaaksi. Minä ajattelin… Tahtoisin mielelläni

lähteä huomenna erään tuttavan miehen kanssa…"
Mr Britling näytti yhä edelleen pysyvän tilapäisessä asenteessaan.
"Se lienee ainoa, mitä nyt voi tehdä, pelkään minä", sanoi hän.
Hän kääntyi tuolissaan ja silmäili poikaansa. "Mitä sinä aiot tehdä?
Upseerikokelaaksiko?"
"En usko, että minusta olisi mihinkään upseerina. Minä en pidä
käskyjen jakelemisesta toisille. Me ajattelimme liittyä Essexin
rykmenttiin tavallisina sotamiehinä…"
Syntyi pieni vaitiolo. Sekä isä että poika olivat ajatelleet
kohtauksen moneen kertaan edeltäkäsin, mutta nyt he huomasivat,
etteivät voineetkaan käyttää niitä monia lauseparsia, jotka
ajatuksissa olivat tuntuneet kaikkein tehokkaimmilta. Mr Britling!
raaputteli poskeaan kynänvarrella. "Minä olen iloinen! siitä, että
haluat lähteä, Hugh", sanoi hän.
"Minä en halua lähteä", sanoi Hugh, kädet syvällä taskuissaan.
"Minä tahtoisin lähteä Cardinalin luo tekemään työtä. Mutta tähän
hommaan on kaikkien käytävä käsiksi. Etkö sinäkin ole aina sanonut
samaa?… Se on samaa kuin murtovarkaan kiinniotto tai hullun koiran
nujertaminen. Se on välttämätön terveydenhoidollinen toimenpide…"
"Sinua ei siis sotilaselämä vedä puoleensa?"
"Ei vähääkään. Sitä en tahdo sanoa, isä. Minusta koko juttu on
sietämätön. Saksa näyttää minusta nyt raskaalta, kammottavalta
likaiselta ainejoukolta, joka on langennut Belgiaan ja Ranskaan.
Meidän on lapioitava tuo törky jälleen pois. Siinä kaikki…"

Hän esitti omasta aloitteestaan vielä muutamia huomautuksia, kun
isä vaikeni.
"Näetkös, minä en saa nostetuksi itseeni mitään riemunryöppyä
tämän asian johdosta", virkkoi hän. "Minun mielestäni on tuo
ihmisten tappaminen tai itsensä tapattaminen kerta kaikkiaan
inhoittavaa… Minä otaksun, että osakseni tulee harjoittelu, asioilla
juoksu, maantiemarssit ja täällä Englannissa vetelehtiminen…"
"Sinä tuskin pääset lähtemään sotanäyttämölle ennenkuin kahden
vuoden kuluttua", sanoi mr Britling ikäänkuin olisi asiaa pahoitellut.
Jotakin epäröinnin tapaista näkyi Hugh'n katseessa. "Luultavasti
en", lausui hän.
"Silloin täytyy asian jo olla selvä — oli miten oli", lisäsi mr
Britling ilmaisten todelliset tunteensa.
"Niinpä minä olen auttamassa vain äärimäisellä liepeellä", vahvisti
Hugh, mutta hänen olemuksessaan tuntui yhä jonkinlaista
pidättyväisyyttä…
Vaitiolo tuntui päättävän asian teoreettisen puolen käsittelyn.
"Missä aiot ilmoittautua?" kysyi mr Britling siirtyen käytännöllisiin
yksityiskohtiin.
7.
Marnen taistelu muuttui Aisnen taisteluksi sodan laajat laineet
vyöryivät luodetta kohti, kunne brittiläiset taas olivat Belgiassa,
epäonnistuivat yrittäessään saartaa Meniniä ja sitten puolustivat
Ypresiä. Elokuisista yllätyksistä ja säikähdyksistä siirryttiin syyskuisen

voiton ylpeyden välityksellä nyt jo unhottuneisiin mielialoihin, ja mr
Britlingin tunto siitä, että tämä sota oli kaikkia muita sotia
suurenmoisempi, tärkeämpi ja pitkä-aikaisempi, kävi yhä
varmemmaksi. Sodan synnyttämä tunne oli yhä vähemmän
ahdinkotilan tunnetta ja yhä enemmän tunnetta siitä, että elettiin
uusissa olosuhteissa. Se ei ollutkaan, kuten aluksi näytti,
ihmiskunnan erään elämänvaiheen päätös ja toisen alku, vaan vaihe
sinänsä. Se oli uusi elämänmuoto. Ja kumminkaan hän ei voinut
puolestaan päästä sitä todella koskettamaan muuten kuin kynällään.
Ainoastaan kirjoituspöytänsä ääressä ja varsinkin yön aikaan hän
tunsi ristiriidan läheisenä, valtavana. Mutta yhä edelleen hän halusi
päästä ottamaan osaa henkilökohtaisemmin ja ruumiillisemmin.
Hugh tuli kotona käymään eräänä lokakuun päivänä puettuna
huonostisopivaan univormuun; hän näytti jo karkeasyisemmältä, ja
syysaurinko oli paahtanut hänen nenänsä punertavaksi. Hän sanoi
että elämä oli ankaraa, mutta vaikutti erinomaisen edullisesti hänen
hyvinvointiinsa; kenties olikin tarkoitus, että ihmisen tulee tehdä
työtä, kunnes väsymyksestä vaipuu uneen, että hänen pitää
paastota kymmenen tai kaksitoista tuntia ja sitten syödä kuin susi.
Hän oli alkanut mieltyä "Woodbine"-savukkeihin ja erääseen
väkevään kivennäisveteen, jota nimitettiin "monstersiksi". Hän
pelkäsi ylennystä; hän tunsi, ettei voisi koskaan asettua niin paljon
muita kuolevaisia korkeammalle kuin korpraalin välttämättä täytyy
olla. Hän yritti yhä edelleen lukea hiukan kemiaa ja kristallografiaa,
mutta se ei soveltunut sotilaselämään. Niinä lyhyinä hetkinä, jotka
koulutuksen alainen rekryytti saa olla vapaana, oli miellyttävämpää
torkuskella, kirjoitella kalikkavärsyjä ja piirustella oman plutoonan
miehiä esittäviä pilakuvia. Kun sukulaiset tiedustelivat mitä hän
mieluimmin haluaisi saada, pyysi hän suurta ruoka-arkkua, sellaista
kuin hänellä oli tavannut olla koulussa, vain "paljon suurempaa", ja

isoa hyönteispulveritölkkiä. Sen piti kelvata isojenkin täiden
tappamiseen…
Hänen mentyään kävi mr Britlingistä kerrassaan sietämättömäksi,
ettei saanut henkilökohtaisesti ottaa osaa kansakunnan fyysillisiin
ponnistuksiin. Hän tahtoi "päästä itse samaan löylyyn". Hänelle oli
selvinnyt, että vapaaehtoinen liike oli toivotonta. Itsepintaisesti
vastustettuaan kaikkea vapaaehtoista liikettä sotaministeristö oli
päättänyt sen hyväksyä muodossa, joka teki sen naurettavaksi.
Vapaaehtoisilla ei saanut olla upseereja eikä aseita, jotka olisivat
vähimmässäkään määrässä muistuttaneet vakinaisten joukkojen
upseereja ja varustuksia, niin että saksalaiset, jos he sattuisivat
hyökkäämään maahan, jo peninkulmien päähän huomaisivat kenen
kanssa ovat tekemisissä. Wilkinsin aatetta, jonka mukaan koko
kansakunta oli merkittävä luetteloihin ja erikoisiin listoihin ja
varustettava ulkonaisilla tuntomerkeillä, jotka ilmaisivat kunkin
kelpoisuutta, hänen haavettaan, jonka mukaan jokaisen oli
asetuttava paikalleen suuressa vapaaehtoisessa kansallisessa
ponnistuksessa, käsiteltiin lapsellisena unelmana, joka oli syntynyt
inhimillisistä tyypeistä typerimmän, romaanikirjailijain, aivoissa.
Punch teki hänestä suhteellisen hienotunteista pilaa: hänet kuvattiin
— päässään mitä ihmeellisin, oman mallin mukaan valmistettu,
kolmikolkkainen hattu — piirustamassa kolmikolkkahattuja kenelle
hyvänsä. Monet nimettömät kirjeet pyysivät Wilkinsiä "pitämään
suunsa kiinni" ja häntä kehoitettiin sekä julkisesti että yksityisesti
"jättämään asiat Kitchenerin hoidettaviksi". Siihen aikaan katsottiin
hyvin yleisesti isänmaanystävän tehneen mitä hänen pitikin, jos hän
äänekkäästi ja selvästi huusi ilmoille tuon kehoituksen "jättäkää asiat
Kitchenerin hoidettaviksi", ja heti senjälkeen lähti teatteriin, virralle
tai automobiiliretkelle. Oli yleisenä vakaumuksena, että se, joka

tahtoi ruveta vapaaehtoiseksi, kun voi aivan vaatimattomasti olla
mitään tekemättä, oli jollain hämärällä tavalla jonkinlainen petturi…
Tuo seikka oli hälventänyt mr Britlingin vapaaehtoisuushoureet.
Sen sijaan hänet käytettiin valalla lain määräämään tapaan ja
varustettiin ylimääräisen konstaapelin tunnusmerkeillä. Ylimääräisen
konstaapelin tehtävänä oli etupäässä olla ymmärtämättä mitä
sotilaallisessa piirissä tapahtui ja muuten toimittaa mahdollisesti
uhattujen kohtain vartioinnissa mitä käskettiin. Hänen tuli sitäpaitsi
olla käytettävissä siinä tapauksessa, että sattuisi sisäisiä
levottomuuksia. Mr Britling varustettiin ryhmysauvalla ja lähetettiin
vartioimaan eräitä salaojia, siltoja ja kahlaamoja Matching's Easyn
luoteispuolella olevissa mäkisissä seuduissa. Hänelle ei milloinkaan
oikein selvinnyt, mitä hänen pitäisi tehdä, jos tapaisi automobiilin
täynnä aseistettuja vihollisia, jotka olivat miinoittamassa sellaista
salaojaa tai kavalasti syventämässä jotakin strateegisessa suhteessa
tärkeätä kahlaamoa. Hän otaksui alkavansa joko keskustella heidän
kanssaan tai kurittaa heitä ryhmysauvallaan tai kenties kumpaakin
yht'aikaa. Mutta koska hän itse asiassa ei hetkeäkään epäillyt, että
yksikään inhimillinen olento kävisi käsiksi niihin sähkölennätin- ja
puhelinlaitteihin, teihin tai muihin hänen varjelukseensa uskottuihin
esineisiin, niin tuo epävarmuus ei häntä liikoja rasittanut. Hän
kuljeskeli ristiin rastiin yksinäisiä teitä ja polkuja yön pimeydessä ja
perehtyi siten lähemmin moniin pensasaidoista ja tiheiköistä
kuuluviin pikku huutoihin ja meluihin. Eräänä yönä hän pelasti
jäniksenpojan kärpän kynsistä, ja kun ahdistaja tuntui olevan varsin
halukas ryhtymään hänen kanssaan taistelemaan saaliista, niin hän
sen masensi ja ajoi pakoon sähkötaskulampullaan…
Harhaillessaan ympäri seutua Essexin avaran taivaankannen alla
tai nojatessaan johonkin aitaan tai unisena istuessaan jollakin

veräjällä tai tuulen ja sateen suojassa heinäpielesten ja katosten alla
oli hänellä hyvää aikaa mietiskellä. Hänen ajatuksensa tunkeutuivat
yhä syvemmälle sodan aiheuttaman ensimäisen vaikutelman läpi.
Hän ei nyt enää ajatellut, mikä oli oikeata mikä väärää tässä
erikoisessa yhteentörmäyksessä, vaan mietti niitä ihmiskunnassa
piileviä syvempiä voimia, jotka tekivät sodan mahdolliseksi. Hän ei
enää suunnitellut teräväjärkisiä sopimuksia, liittoja valtioiden välillä,
vaan tutki sensijaan pahan välttämättömyyden ja ihmissydämen
ajateltavissa olevan muuttuvaisuuden syvällisempiä ongelmia. Ja
sade lankesi hänen ylitsensä ja orjantappuranpiikit pistelivät häntä ja
märät, pehmoiset niityt kieltäytyivät suomasta tukea hänen
askeleillensa vajoten niitten alla — ja pensasaitojen ja ojien pienestä
pimeästä maailmasta kuului sähinää ja huutoja: siellä paettiin ja
ajettiin takaa, surmattiin ja jouduttiin surman suuhun.
Eräänä huhtikuun yönä häntä oudostutti fasaanien levottomuus ja
kaukaa kuuluva koiranhaukunta, ja sitten hän suureksi ihmeekseen
kuuli ikäänkuin etäisen ilotulituksen kohinan ja näki ylhäällä ilmassa,
kaukana idässä jotakin eriskummallisen keltaisen täytekynän
kaltaista, jota aika-ajoin valaisi valonheittäjän värähtelevä juova ja
joka kiiti kiukkuista vauhtia eteenpäin. Hierottuaan silmiään ja
katsottuaan uudelleen hän ymmärsi katselevansa zeppeliniä —
zeppeliniä, joka lensi Essexin yli Lontoota kohti.
8.
Mr Britlingin yrittäessä tyydyttää velvollisuudentuntoansa
ylimääräisen konstaapelin jokapäiväisellä säännöllisellä toiminnalla
teki mrs Britling tarmokkaasti työtä seuraamalla eräitä
opetuskursseja ja laittautuen päteväksi punaisen ristin töihin.
Lokakuun alkupuolella tuli sitten saksalaisten suuri hyökkäys

Antwerpenia ja merta kohti, suuri hyökkäys, jonka tarkoituksena
ilmeisesti oli Calais'hen pääseminen ja joka ajoi edellään joukottain
flanderilaisia pakolaisia. Kaikkien kansanluokkain jäseniä pyrki
pakenemaan Antwerpenistä Hollantiin ja Englantiin, ja myöhemmin
ilmeni Flanderissa ja Pao de Calais'ssa suunnaton väestön
väheneminen. Tämä virta hakeutui Englannin itäisiin ja eteläisiin
osiin, erityisesti Lontooseen, ja tuota pikaa perustetut järjestöt
jakoivat sen nopeasti kunnallisille komiteoille, joista kukin otti osansa
pakolaisia, vuokrasi ja kalusti huoneita aivan varattomille ja auttoi
varakkaat saamaan hyviä asuntoja. Matching's Easyn komitealla oli
huoneita kuudellekymmenelle hengelle, ja sen haltuun uskottiin
kirjava, kolmekymmentä yksilöä käsittävä joukko, osa pienen,
Ostendesta pois pujahtaneen höyryaluksen lastia. Siihen kuului kaksi
flaamilaista talonpoikaisperhettä ja muut olivat Antwerpenistä
paennutta keskisäädyn väkeä. Heidät kuljetettiin asemalta
Claveringsiin ja jaettiin siellä lady Homartynin ja hänen
talonhoitajansa johdolla niiden kesken, jotka olivat valmiit ottamaan
heitä vastaan. Tulevain isäntien kesken syntyi melkein kilpailua,
kaikki olivat iloisia "saadessaan tehdä jotakin" ja innokkaita
osoittamaan näille belgialaisille, mitä Englannissa ajateltiin heidän
urhoollisesta pikku maastansa. Mr Britling oli ylpeä saadessaan
johdattaa vieraanvaraiseen Dower House'iin erään hra Van der
Pant'in, siron, pienen, parrakkaan miehen, joka oli puettu mustaan
hännystakkiin, mustaan, kovaan vilttihattuun ja villaiseen
kaulahuiviin ja jolla oli mukanaan suuri selkäreppu sekä selvästi
ulkomaalaisrotuinen polkupyörä. Mr Van der Pant oli pelastautunut
Antwerpenistä yhdennellätoista hetkellä, oli pahoin vilustunut ja,
mikäli saattoi päättää, kadottanut vaimonsa ja perheensä siinä
häläkässä; hänellä oli paljon puhuttavaa mr Britlingille ja
puhumisinnossaan jäi häneltä huomaamatta, että vaikka mr Britling

ymmärsikin ranskaa varsin hyvin, ei hän ymmärtänyt sitä kovin
nopeasti.
Sinä iltana Dower House'issa syöty päivällinen merkitsi selvästi
uutta askelta eteenpäin mitä tulee edistyvän suuren sodan ja
Matching's Easyn vanhojen tottumusten ja vanhan turvallisuuden
välisiin suhteisiin. Sota oli tosiaankin täyttänyt jokaisen mielen, niin
että se alusta alkaen teki kaikki muut keskusteluaiheet
mahdottomiksi. Se oli temmannut hra Heinrichin Saksaan, Teddyn
Lontooseen ja Hugh'n Colchesteriin, se oli sitonut nauhan mr
Britlingin käsivarteen ja karkoittanut hänet ulos öiseen aikaan, se oli
tuottanut mrs Britlingille erinäisiä todistuksia ja keskeyttänyt mr
Lawrence Carmine'in tiheät luonakäynnit ja juttuhetket. Mutta tätä
ennen ei ollut syntynyt mitään suoranaista kosketusta Matching's
Easyn elämän ja rintamalla käynnissä olevan julman kuula-,
granaatti- ja pistinleikin välille. Nyt sitävastoin kehiteltiin Dower
House'issa ihmeellisiä englantilais-ranskalaisia sekakieliä, ja vilkas
vieras oli heille kertomassa — toisinaan ymmärrettiin täysin mitä hän
sanoi, toisinaan taas käsitys oli hämärää — miehistä, joita oli revitty
kappaleiksi hänen nähtensä, inhimillisten olentojen ruumiinosista,
joita oli pitkin katuja — jonkinlainen epävarmuus vallitsi siihen
nähden, mitä omoplate d'une femme merkitsi, kunnes toinen
pikkupojista aukaisi sanakirjan ja ilmoitti, että se on naisen lapaluu
— verilammikoista, joita oli kaikkialla ja paosta pimeyteen.
Mr Van der Pant oli hoitanut dynamokoneita Antwerpenin voima-
asemalla, hän oli pitänyt sähköjohtoja "eleillä" sekasorron aikana ja
oli pysynyt paikallaan, kunnes saksalaisten järeät granaatit olivat
repineet johdot rikki ja tehneet hänen dynamonsa
käyttökelvottomiksi. Hän loi eloisia pikku kuvia pommituksen
melskeestä, kuolleista, joita makasi pitkänään siellä täällä avoimilla

paikoilla, saksalaisten epäonnistuneista yrityksistä päästä tykeillään
osumaan siihen venesiltaan, jota pitkin puolustajaan ja pakolaisten
suuri enemmistö pelastui. Hän veti esiin pienen Antwerpenia
esittävän matkailijakartan ja teki siihen merkkejä lyijykynällään.
"Obus — no, miten te niitä nyt nimitättekään? — niin, granaatteja
putoili tuonne ja tuonne ja tuonne." Tuosta hän oli paennut
bécane'illaan ja sitten tuota tietä, noin. Hän oli ottanut pyssyn
joukkoonsa ja piilottanut sen muutamain maanmiestensä pyssyjen
mukana erääseen taloon Zeebrüggeen. Satamassa hän oli tavannut
epäilyttävän höyryaluksen, jonka kapteeni päätti kiristää äärimäisen
suuren summan jokaiselta mukaansa Lontoossa ottamaltaan
pakolaiselta. Päästyään vihdoin laivaan ja lähtemään he havaitsivat,
ettei laivalla ollut ollenkaan muonaa, lukuunottamatta muutamain
belgialaisten sotilaiden kovia korppu-annoksia. Ne oli jaettu tasan
niinkuin lautalle pelastuneiden haaksirikkoisten kesken… La mer oli
ollut calme, jumalan kiitos. He olivat pumpanneet koko yön; hänkin
oli ollut mukana siinä työssä. Mutta mr Van der Pant toivoi vielä
saavansa tilaisuuden ottaa laivan kapteenin tilille.
Mr Van der Pant oli ollut usein zeppelinejä ampumassa. Kun
zeppelinejä saapui Antwerpeniin kapusivat kaikki katolle ja
ammuskelivat niitä. Hän halveksi zeppelinejä. Hän teki ivallisen eleen
ilmaistakseen mitä niistä ajatteli. Ne eivät voineet saada mitään
aikaan, elleivät laskeutuneet alas, ja jos laskeutuivat, niin niihin
voitiin osua. Eräs, joka uskalsi alas, oli ammuttu seulaksi; sen oli
täytynyt heittää kaikki pomminsa — onneksi ne putosivat avoimelle
kentälle — voidakseen vahingoittuneena päästä pakoon. Oli
järjetöntä englantilaisten lehtien tapaan väittää, että ne ottivat osaa
ratkaisevaan pommitukseen. Ei ainoatakaan zeppeliniä… Niin hän
jutteli, ja englantilainen perhekunta kuunteli, ymmärsi minkä
ymmärsi ja vastaili ja kyseli englantilaisvoittoisella ranskallaan. Siinä

oli mies, joka vain muutamia päiviä sitten oli ohjaillut
polkupyöräänsä pitkin Antwerpenin katuja vältellen granaattien
kaivamia kuoppia, verilätäköitä ja irtirepeytyneitä naisten käsivarsia
ja lapaluita. Hän oli nähnyt ilmilieskassa palavia taloja, jotka
granaattituli oli sytyttänyt, ja kerran oli räjähtävä granaatti eräässä
kadunkulmassa heittänyt hänet polkupyörän seljästä… Nuo asiat
eivät olleet ainoastaan meidän maanosassamme tapahtuneita, vaan
pöydässämme istui eräs, joka oli ne itse kokenut.
Hän kertoi kaamean tarinan sairaasta naishenkilöstä, joka oli
vuoteenomana appartement'issaan ja jonka mies meni parvekkeelle
katselemaan zeppelinejä. Kuului tiheitä laukauksia. Aika-ajoin mies
kääntyi huoneeseen kertomaan vaimolleen näkemiänsä, mutta
hetkisen kuluttua hän vaikeni eikä enää liikahtanutkaan. Vaimo huusi
häntä, huusi vielä kerran! Pelästyksissään hän vaivoin kohosi
istualleen ja katsoi ikkunasta. Aluksi hän oli liian hämmennyksissä
voidakseen tajuta mitä oli tapahtunut. Mies riippui parvekkeen
ulkokaiteessa pää kummallisesti vääntyneenä. Vääntyneenä ja
ruhjoutuneena. Hänet oli surmannut ulommasta linnakelinjasta
ammuttu granaatti…
Nuo olivat asioita, joita sattuu historiassa ja kertomuksissa. Mutta
Matching's Easyssä ei sellaista tapahdu.
Mr Van der Pant ei näyttänyt olevan saksalaisille vihoissaan. Mutta
ilmeisesti hän piti heitä väkenä, joka oli surmattava. Hän ei syyttänyt
heitä mistään heidän teoistaan; hän vain totesi. He olivat pelkkä
onnettomuus, jonka uhriksi Belgia ja ihmiskunta olivat joutuneet.
Heidät oli tuhottava. Hän sai mr Britlingin lujasti uskomaan että
Brüsselin ja Antwerpenin jokaisessa kellarissa hiottiin puukkoja
välttämättömän peräytymisen varalta, että belgialaiset olivat

päättäneet tuhota anastajan ja että tämä päätös oli liian syvä
ollakseen kostonhimon sanelema… Ja mies tuntui ihmeteltävän
voittamattomalta. Mr Britling silmäili hiukan hämillään tavallisen
Päivällisviininsä nimilippua. "Huolitteko", kysyi hän "saksalaista
viiniä? Tämä on moselilaista berncasteleriä." Mr Van der Pant mietti.
"Mutta sehän on hyvää viiniä", virkkoi hän sitten. "Rauhan tultua se
on belgialaista… Niin, jos meidän tulevaisuudessa on oltava varmoja
siitä, ettei enää tule tällaista sotaa, niin rajamme täytyy ulottua aina
Reiniin asti." Niin hän jutteli siinä istuessaan, kiihtyi ja kävi ikäänkuin
ylpeäksi eloisasti muistellessaan kaikkea kokemaansa. Hänessä ei
näkynyt traagillisuuden jälkeäkään, ei mitään alistumisen merkkiä.
Ellei ottanut huomioon hänen pukuansa, hyvinhoidettua partaansa ja
vierasta kieltänsä, olisi voinut pitää häntä dublinilaisena tai
cockneyna.
Hän oli mitä hämmästyttävimmällä tavalla erotettuna kaikesta mitä
omisti. Hänen Antwerpenissä oleva talonsa oli anastajan käsissä.
Kalleudet ja muut sellaiset esineet, joille hän antoi arvoa, olivat
viisaasti kyllä puutarhan multaan kaivettuina; hänellä ei ollut muita
muuttovaatteita kuin mitä selkäreppuun mahtui. Hänellä oli jalassa
ainoat kenkänsä. Hän ei voinut saada jalkaansa talon tohveleita, ne
olivat kaikki liian pieniä. Vihdoin tuli mrs Britling muistaneeksi hra
Heinrichin tohvelit, jotka yhä edelleen olivat kääröön panematta. Hän
toi ne esille, ja ne sopivat täsmälleen. Näytti olevan runollista
oikeutta, kansallisten korvausten esimakua siinä, että Belgian
sallittiin heti liittää ne itseensä…
Edelleen ilmeni, että mr Van der Pant oli joutunut eroon koko
perheestään. Ja äkkiä hän alkoi innokkaasti arvostella englantilaista
tapaa käydä asioihin käsiksi. Hänen vaimonsa ja lapsensa olivat
saapuneet Englantiin ennen häntä matkustettuaan kaksi viikkoa

aikaisemmin Ostenden ja Folkestonen kautta; hänen vanhempansa
olivat tulleet elokuussa. Molemmat ryhmät olivat joutuneet tuota
pikaa muodostettujen englantilaisten järjestöjen huostaan ja olivat
kadonneet jäljettömiin. Hän oli kirjoittanut Belgian lähetystöön, josta
hänet oli neuvottu erääseen lontoolaiseen komiteaan. Komitean
palvelukset alkoivat siten, että keksittiin eräs hänelle siihen saakka
outo madame Van der Pant ja osoitettiin jonkinlaista epäluuloisuutta
ja vihamielisyyttä, kun hän huomautti, ettei tuo rouva sopinut.
Sähkösanomia oli vaihdettu tuloksetta. "Mitä tässä on tehtävä?"
tiedusteli mr Van der Pant.
Mr Britling koetti voittaa aikaa lupaamalla "ryhtyä ottamaan
asiasta selkoa" ja suoriutuikin siten parina päivänä mr Van der
Pantista. Sitten hän päätti lähteä hänen kanssaan Lontooseen
"ottamaan asiasta selkoa asianomaisessa paikassa". Mr Van der Pant
ei löytänyt perhettään, mutta mr Britling havaitsi, mikä syvä totuus
sisältyi erääseen hra Heinrichin huomautukseen, jota hän näihin asti
oli pitänyt varsin joutavana, mutta joka kumminkin oli jäänyt hänen
muistiinsa. "Englantilaiset eivät tajua luetteloimista", oli hra Heinrich
sanonut. "Ja siinä on kaiken hyvän suunnittelun pohja."
Vihdoin mr Van der Pant omaksui kaikkein epäsäännöllisimmän
menettelytavan: hän kysyi jokaiselta tapaamaltaan belgialaiselta
olivatko nähneet ketään siltä kulmalta Antwerpenia, mistä hän oli
kotoisin, olivatko kuulleet nimeä Van der Pant, olivatko tavanneet
sitä ja sitä. Itsepintaisuutensa ja hyvän onnen avulla hän tosiaankin
pääsi madame Van der Pantin jäljille. Hänet oli viety Kentiin, ja
päivää myöhemmin sai Dower House olla onnellisen
jälleennäkemisen todistajana. Madame oli hoikka nainen,
yksinkertaisesti ja hyvin puettu, täynnä belgialaista tervettä järkeä ja
katolista pidättyväisyyttä, ja André oli kuin vahanukke, hintelä,

heikko ja viehättävä. Näytti uskomattomalta, että hänestä koskaan
voisi kehittyä niin kuohuilevaa ja eloisaa olentoa kuin isä oli.
Britlingin poikia täytyi varoittaa käsittelemästä häntä liian
kovakouraisesti. Belgialaisille luovutettiin yksi oleskeluhuoneista
yksityistä käyttöä varten, ja jonkun aikaa molemmat perhekunnat
asuivat vieri vieressä Dower House'issa. Pöydässä puhuttiin
englantilais-ranskalaista sekakieltä. Se oli mr Britlingistä aika
rasittavaa. Ja molemmat perheet alkoivat tehdä koko joukon mykkiä
huomioita, harjoittaa molemminpuolista kritiikkiä, ja kehitellä
itsessään suurta kärsivällisyyttä. Englantilaisista tuntui väsyttävältä
käyttää kieltä, joka teki kaiken luontevan ajatustenvaihdon
mahdottomaksi — tuo kielellinen voimistelu oli aluksi huvittavaa,
mutta muuttui pian hyvinkin hankalaksi — ja belgialaiset puolestaan
olivat arkoja siitä, että heidän isäntäväkensä ehkä loukkaantuivat
toisesta tai toisesta seikasta; he otaksuivat että oli olemassa laaja
kirjoittamaton sopivaisuussääntöjen kokoelma, josta todellisuudessa
ei ollut tietoakaan, ja näyttivät aluksi aina odottavan, että heitä
kehoitettaisiin tai annettaisiin nimenomainen viittaus olla mukana.
He tuntuivat aina kunnioittavasti väistävän välttääkseen
tungettelevaisuutta. Sitäpaitsi he eivät aluksi tahtoneet sanoa,
millaisesta ruoasta pitivät tai eivätkö pitäneet jostakin tai tahtoivatko
enemmän vai ei… Mutta nämä vaikeudet voitettiin pian; he
englantilaistuivat nopeasti ja taitavasti. André muuttui virkuksi ja
hilpeäksi ja hänestä katosi hiukan häntä vanhempiin leikkitovereihin
aluksi kohdistunut epäluuloisuus. Joka päivä hän esitti välipalaa
nautittaessa jonkin uuden, huolellisesti harjoitellun englantilaisen
lauseen, joskin hän yhä vielä käytteli sellaisia lauselmia kuin Good
morning, Saire ja Thank yon very mush ilmeisesti suuremmalla
mieltymyksellä kuin muita sananparsia ja käytti niitä kaikissa
mahdollisissa ja monissa mahdottomissa tilaisuuksissa. Hän osasi

suorittaa eräitä silmänkääntäjätemppuja huomattavan taitavasti ja
hyvätuulisesti ja paperia taittelemalla hän saavutti suorastaan
hämmästyttäviä tuloksia. Sill'aikaa mr Van der Pant etsiskeli tilapäistä
tointa, teki pitkiä pyöräilymatkoja, vaihtoi mr Britlingin kanssa
mielipiteitä monenlaisista asioista ja oli ihmeellinen hockeyn pelaaja.
Hän pelasi erinomaisen miellyttävästi ja notkeasti. Hänellä oli aina
pelissä hännystakki yllään eikä hän milloinkaan irroittanut
kaulaliinaansa; hän käsitteli peliä yksinomaan nopsain temppujen ja
henkilökohtaisen vikkelyyden osoittamistilaisuutena; hän kiiti kentän
yli kuin kissanpoika, kierähti äkkiä ympäri, hyppäsi ilmaan ja tuli
maahan takaisin aivan uudessa suunnassa; hänen raikkaanväriset
kasvonsa paistoivat ihastuksesta, takinlieve ja kaulaliina heiluivat ja
häilyivät minkä ennättivät, mutta eivät kyenneet seuraamaan hänen
nopeaa liikehtimistään. Hän ei milloinkaan pitänyt toisia pelaajia
silmällä, hän ei koskaan käsittänyt olevansa erikoisella paikallaan
pelissä, vaan koki itse muodostaa pallon ympärille suojelevaa kehää
ajaessaan sitä maaliin päin. Mutta Andrén hän ei tahtonut ollenkaan
sallia pelaavan, ja madame pelasi kuin joku lady, kuin madonna, kuin
pyhimys, joka kantaa marttyyriutensa välinettä. Peli ja sen luoma
innostus aaltoili hänen ympärillään ja murtui häneen; hän oli erittäin
peloton, mutta suvaitseva, pidättyvä; hän teki parhaansa
suorittaessaan mitä häneltä erikoisesti pyydettiin, mutta luonnostaan
hän ei ollut toimekkaasti asioihin tarttuva, vaan säilytti ennen
kaikkea arvokkuutensa; Letty, joka kiihkeänä ja nopsana kiiti hänen
ohitsensa, näytti kuuluvan aivan toiseen lajiin…
Mr Britling mietti paljonkin noita vastakohtia.
"Saksalaiset granaatit", arveli hän, "ovat ajaneet tänne perheen,
joka on ennen kaikkea katolinen. Temmattu pois ympäristöstään…

Me, jotka itse asiassa olemme uus-eurooppalaisia…
"Aluksi kuvittelemme, ettei meitä erota toisistamme muu kuin kieli.
Pian havaitsemme, että kieli erottaa meitä kaikkein vähimmin.
Noiden ihmisten elämän pohja-aatteet ovat kerrassaan toiset kuin
meidän, paljoa tarkkapiirteisemmät ja täydellisemmät. Heidän
Antwerpenissä olevan kotinsa kuvittelee paljoa pyöristetymmäksi,
paljoa suljetummaksi, jonkinlaiseksi kennoksi, todelliseksi
sosiaaliseksi yhteydeksi, joka peräti eroaa tästä meidän yleisestä
kokoontumispaikastamme. Poikamme leikkivät iloisesti kaikkien
tulijain kanssa. Pikku André ei ole laisinkaan oppinut leikkimään
vieraiden lasten kanssa. Me näytämme Van der Panteista varmaan
uskomattoman avoimilta. Seinättömässä talossa… Viime sunnuntaina
en voinut saada päähäni niiden kahden neidin nimeä, jotka tulivat
polkupyörillä ja pelasivat niin hyvin. He tulivat Kitty Westroppin
seurassa. Ja Van der Pant tahtoi tietää miten olimme sukua
toisillemme. Mitäpä he muuten olisivat tulleet?…
"Katsokaahan rouvaa. Hän on koko olemukseltaan perin
toisenlainen kuin kaikki täkäläinen naisväkemme. Tennis, pyöräily,
poikien ja tyttöjen yhteiskasvatus, two-step, korkeampi naissivistys…
Mainitkaa nuo asiat itsellenne ja ajatelkaa samalla häntä. Yhtä hyvin
voisitte puhua ratsastushousuihin puetusta nunnasta. Hän on
erikoistunut nainen, erikoistunut naisellisuus, hänen olopiirinsä on
koti. Pehmeihin, sulavasti taipuviin hameihin puettu, liikkeet hitaat,
kasvot hunnutetut— sillä mikään itämainen huntu ei voisi olla hänen
katolista tyyneyttään tehokkaampi. Katolisuus se on keksinyt
näkymättömän hunnun. Hän muistuttaa paljoa enemmän sitä pientä
suloista intialaisnaista ihmeellisine hameineen, jonka mr Carmine toi
tänne kesällä komean aviopuolison keralla, kuin Lettyä tai Cissie'ä.

Hänkin otti osaa hockey-peliin. Ja pelasi hyvin samaan tapaan kuin
madame Van der Pant…
"Mitä enemmän minä ajattelen hockey-peliämme", sanoi mr
Britling, "sitä ihmeellisempi luonteiden, sivistyksen ja kasvatuksen
koetinkivi se näyttää olevan…"
Mr Manning, jolle hän piti tätä esitelmää, johti hänet uudelle
ladulle tiedustamalla mitä hän "uuseurooppalaisella" tarkoitti.
"Se on huono keksintö", sanoi mr Britling. "Minä peruutan sen.
Salli minun koettaa lausua täsmällisesti mitä tarkoitan. Minä
tarkoitan jotain, mikä on syntymässä Amerikassa, täällä,
Skandinavian maissa ja Venäjällä, uutta kulttuuria, vapautumista
Levantin uskonnosta ja siitä katolisesta kulttuurista, jonka olemme
saaneet Välimeren maista. Minä luovun nimityksestä uus-
eurooppalainen: sanokaamme sen sijaan pohjoismainen. Mehän
olemme pohjoismaalaisia. Jokaisen kulttuurin avain, sen sydän, ydin
ja olemus on siinä, miten sen piirissä käsitetään miesten ja naisten
välinen suhde. Tämä uusi kulttuuri pyrkii vähentämään naisen
erikoistumista naisena, tahtoo laskea hänet vapaaksi kodin
suljetuista kammioista ja antaa hänelle miehen rinnalla tasa-arvoiset
kansalaisoikeudet. Se on uutta, yhä kehitystilassa olevaa kulttuuria,
joka tahtoo tehdä miehet sosiaalisemmiksi ja
yhteistoiminnallisemmiksi, naiset pirteämmiksi, nopeammiksi,
vastuunalaisemmiksi ja vähemmän elämästä poissuljetuiksi. Se pitää
sukupuolen merkitystä liian vähäisenä, sen sijaan että sitä liioittelisi…
"Ja", virkkoi mr Britling — jotenkin samalla äänensävyllä kuin
saarnamies, joka lausuu sanankuulijoilleen, 'Lopuksi, hyvät kuulijat'
— "juuri tätä pohjoismaista kehityssuuntaa tulee maailmansota
edesauttamaan. Tämä sota vyöryy halki Euroopan, hajoittaa koteja,

erottaa ja sekoittaa koteja, saa madame Van der Pantin ottamaan
osaa hockey-peliin ja Andrén kiipeämään puihin minun huimapäitteni
keralla; se surmaa miljoonia nuoria miehiä, muuttaa sukupuolten
väliset suhteet miespolven ajaksi, ajaa naisia liikkeisiin, konttoreihin
ja teollisuuslaitoksiin, hävittää sen kootun varallisuuden, joka on
pitänyt niin monia hienostuneessa joutilaisuudessa, upottaa
maailman outoihin epäilyksiin ja uusiin aatteihin…"
9.
Mutta niissä tapoja ja käyttäytymistä koskevissa ristiriidoissa, joita
ranskalaisten ja belgialaisten pakolaisten Englannin kyliin
tulvimisesta aiheutui, eivät tulokkaat aina olleet katolilaisia eikä
isäntäväki "uus-eurooppalaista". Kun mr Dimple tulee puheeksi, on
asia aivan päinvastoin. Hän tapasi mr Britlingin Claveringsin
puistossa ja kertoi hänelle huolensa…
"Tietysti", virkkoi hän, "on meidän tehtävä mitä vain suinkin
voimme pienen urhean Belgian hyväksi. Minä olisin viimeinen
valittamaan pieniä ikävyyksiä, joita siinä voi joutua kokemaan.
Kuitenkin minun täytyy tunnustaa, että teillä ja rakastettavalla mrs
Britlingillä on ollut harvinaisen hyvä onni belgialaisten ne saannissa.
Minun vieraani — se on aika onnetonta — mies on jonkinlainen
sanomalehtimies ja kerrassaan — kerrassaan liian ankara ateisti.
Ihan ilmeinen jumalankieltäjä. Pelkästä rehellisestä epäilystä ei
puhettakaan. Rehellistä epäilyä olen nykyään täysin valmis
sietämään. Emmehän me, te ja minä, siitä asiasta kiistele. Mutta hän
on aggressiivinen. Hän tekee ihmetöitä koskevia huomautuksia,
täysin alentavia huomautuksia, eikä aina edes ranskaksi. Toisinaan
hän puhuu melkein englantia. Ja sisareni läsnäollessa. Sitten hän
sanoo lähtevänsä ulos pistäytyäkseen kahvilaan. Hän ei milloinkaan

Welcome to our website – the perfect destination for book lovers and
knowledge seekers. We believe that every book holds a new world,
offering opportunities for learning, discovery, and personal growth.
That’s why we are dedicated to bringing you a diverse collection of
books, ranging from classic literature and specialized publications to
self-development guides and children's books.
More than just a book-buying platform, we strive to be a bridge
connecting you with timeless cultural and intellectual values. With an
elegant, user-friendly interface and a smart search system, you can
quickly find the books that best suit your interests. Additionally,
our special promotions and home delivery services help you save time
and fully enjoy the joy of reading.
Join us on a journey of knowledge exploration, passion nurturing, and
personal growth every day!
ebookbell.com

Spacecraft Charging 1st Edition Shu T Lai

About This Presentation

Slide Content

Tags

Categories

Download

Quick Actions

Statistics

Related Slideshows

Spacecraft Charging 1st Edition Shu T Lai

About This Presentation

Slide Content

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 6

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35

Slide 36

Slide 37

Slide 38

Slide 39

Slide 40

Slide 41

Slide 42

Slide 44

Slide 45

Slide 46

Slide 47

Slide 48

Slide 49

Slide 50

Slide 51

Slide 52

Slide 54

Slide 55

Slide 56

Slide 57

Slide 58

Slide 59

Slide 60

Slide 61

Slide 62

Slide 63

Slide 64

Slide 65

Slide 66

Slide 67

Slide 68

Slide 69

Slide 70

Slide 71

Slide 72

Slide 73

Slide 74

Slide 75

Slide 76

Slide 77

Slide 78

Slide 79

Slide 80

Slide 81

Slide 82

Slide 83

Tags

Categories

Download